Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Hóa học Tuyển tập đề thi học sinh giỏi hóa lớp 12 (1)...

Tài liệu Tuyển tập đề thi học sinh giỏi hóa lớp 12 (1)

.PDF
35
795
89

Mô tả:

2010 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Phan Cuong Huy YDS Copyright © http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 2 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ SỐ 1 THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 3 trang, có 8 câu) Câu I: ( 2.0 điểm) Một terpen X thường gặp trong thiên nhiên được tổng hợp theo sơ đồ sau Mg 4–metylpentan–1,4–diol  Grignard G   dẫn xuất dibromua   bromanken   X ete khan Cho chất G phản ứng với sản phẩm sinh ra khi cho isopren phản ứng với but–3–en–2–on sẽ thu được chất cần tổng hợp X. 1. Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng. 2. Cho biết tên thông thường và ứng dụng của sản phẩm. Câu II: (2.0 điểm) Hydrocacbon A là một chất rắn có tính dẻo, đàn hồi (11,76% H theo khối lượng) có trong mủ cây cao su. Ozon phân A cho C16H16O6, khi cho một mol chất này vào nước nóng thu được 2 mol andehit levulinic HOC(CH2)2COCH3. Hydrocacbon B (11,11% H theo khối lượng) là chất tổng hợp đầu tiên có thành phân giống A nhưng không có tính dẻo và tính đàn hồi giống như A. B được tạo thành khi đun nóng hydrocacbon C có mặt natri ; C có thành phần định tính giống B 1. Cho biết CTCT của A, B, C 2. Sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm của chúng chứng tỏ A có đặc trưng gì ? Câu III: (2.0 điểm) Quá trình tổng hợp phức Pt(CH3NH2)(NH3)[CH2COO]2 là thuốc chống ung thư mới có hiệu qủa cao lại ít độc và ít cho phản ứng phụ. Quá trình tổng hợp thuốc này như sau: KI du 3 2 4 2 5  A (dung dịch nâu)   B (tinh thể sáng)  K2PtCl4   C (rắn đỏ nâu) 1:2 70o C + CH NH HClO và C H OH NH 3 /H 2 O Ag 2 CO3 du và axit malonic   D (tinh thể vàng kim, phân cực)   E (tinh thể vàng nhạt) Phương pháp phổ IR cho biết trong hợp chất C có hai loại liên kết Pt – I khác nhau và C có tâm đối xứng. Biết MC = 1,88MB. Cho biết số phối trí của platin luôn không đổi trong quá trình tổng hợp và platin luôn giữ dạng lai hóa dsp2 trong các phức 1. Viết CTCT các sản phẩm A, B, C, D, E. 2. Trong sản phẩm E thì không có chứa iot. Như vậy tại sao lúc ban đầu phải chuyển K2PtCl4 thành A. 3. Mục đích của việc sử dụng Ag2CO3 trong phản ứng cuối là gì ? Câu IV: (2.0 điểm) Lý thuyết lai hóa do Carl Linus Pauling đề xuất vẫn là lý thuyết chuẩn xác nhất trong việc giải thích dạng hình học của các chất vô cơ. Vậy ở đây chúng ta sẽ thử giải quyết những mô hình sau đây 1. Giải thích dạng hình học của TiCl4 theo thuyết lai hóa ? 2. Giải thích dạng hình học của phức Fe(CO)5 theo thuyết lai hóa ? Câu V: (2.0 điểm) Khí NO kết hợp với hơi Br2 tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có ba nguyên tử 1. Viết phương trình phản ứng 2. Biết ∆Hpư < 0; Kp(25oC) = 116,6. Tính KP ở 0oC, 50oC. Giả thiết rằng tỉ số giữa trị số cân bằng giữa 0oC và 25oC cũng như 25oC với 50oC đều bằng 1,54 3. Xét tại 25oC, lúc cân bằng hóa học đã được thiết lập thì cân bằng đó sẽ chuyển dịch thế nào nếu a. Tăng lượng NO b. Giảm lượng hơi Br2 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 3 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC c. Giảm nhiệt độ d. Thêm khí N2 vào khi (1) V = const ; (2) Pchung = const Câu VI (4.0 điểm) Guaiol (C15H26O) là một ancol rắn ở trạng thái tinh thể có cấu trúc terpen. Ancol này được phân lập từ tinh dầu cây gỗ Bulnesia sarmienyi. Khi dehydrat hóa guaiol bằng lưu huỳnh thì thu được một hydrocacbon thơm màu xanh da trời không chứa vòng benzen X (C15H18). Khi hòa tan hydrocacbon thơm này vào axit sunfuric đặc thì màu xanh biến mất. Cho nước vào dung dịch này thì X được phục hồi nguyên dạng. Rất khó để hydro hóa guaiol bằng hydro có xúc tác. Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen (A là sản phẩm duy nhất của quá trình ozon phân) 1. Xác định cấu trúc của guaiol và X nếu biết trong phân tử guaiol thì nhóm hydroxyl gắn với nguyên tử cacbon bậc ba exocyclic của hệ vòng 2. Giải thích màu xanh da trời của X và nêu lý do nó bị mất màu trong dung dịch axit sunfuric đặc 3. Xác định CTCT A, B và giải thích sự tạo thành A. Có bao nhiêu mảnh isopren trong chất X Câu VII (2.0 điểm) Có thể tách được rhodi ra khỏi các kim loại quý khác bằng cách sau: Một mẫu bột quặng rhodi được trộn với NaCl và đun nóng trong dòng khí clo. Bã rắn thu được chứa một muối chứa 26,76% Rhodi về khối lượng. Bã rắn này sau đó được hòa tan vào nước, lọc dung dịch thu được rồi cô bay hơi thu được tinh thể B chứa 17,13% rhodi. Tinh thể được làm khô ở 120oC đến khối lượng không đổi (khối lượng mất đi là 35,98%) rồi đun nóng tới 650oC. Rửa bã rắn thu được bằng nước ta có rhodi tinh khiết 1. Xác định công thức A, B 2. Khi một lượng dư H2S được sục qua dung dịch muối A thì tạo thành kết tủa C. Thành phần hợp thức của hợp chất này chứa 47,59% S. Xác định công thức C 3. Giải thích tại sao cần phải rửa bằng nước nóng ở bước cuối cùng. Viết các phản ứng xảy ra Câu VIII: (4.0 điểm) Các cacbohydrat tự nhiên đều được tổng hợp quang hóa trong cây xanh. Tuy nhiên các cacbohydrat không có trong tự nhiên có thể được tổng hợp bằng con đường nhân tạo. Sơ đồ dưới đây là sơ đồ tổng hợp L-ribozơ. Hoàn chỉnh sơ đồ tổng hợp sau: _________________ HẾT _________________ - Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 4 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2009 – 2010 Môn: HOÁ HỌC (Đáp án đề thi gồm 4 trang, có 8 câu) Câu I: (2.0 điểm) 1. Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,75 điểm) 2. Chất này là -bisabolol thường dùng trong công nghiệp mỹ phẩm (0,25 điểm) Câu II: (2.0 điểm) 1. Công thức thực nghiệm của A là (C5H8)x, nó là cao su tự nhiên. Các công thức thực nghiệm của B và C lần lượt là (C2H3)y. B là cao su tổng hợp polibutadien còn C là buta-1,3-dien (1,5 điểm, một điểm cho mỗi cấu tạo). 2. Ta có: Như vậy sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm ozon phân chứng tỏ cao su thiên nhiên có cấu trúc “đầu - đầu” (0,5 điểm cho lập luận) Câu III: (2.0 điểm) 1. Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,25 điểm ; 0,25 điểm cho mỗi cấu tạo) Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 5 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 2. Để chắc chắn thu được sản phẩm cuối thì buộc B phải ở dạng cis nên K2PtCl4 phải được chuyển thành A (0,25 điểm) 3. Ag2CO3 phản ứng với D theo phản ứng D + Ag2CO3 = DCO3 + 2AgI sau đó DCO3 phản ứng với axit malonic tạo thành E (0,5 điểm) Câu IV: (2.0 điểm) 1. Do đối với Ti lúc này thì năng lượng của AO 3d đã giảm thấp hơn so với AO 4p nên sẽ có sự tổ hợp giữa 1 AO 4s và 3 AO 3d tạo thành 4 AO lai hóa sd3 hướng về 4 đỉnh của một tứ diện đều (1 điểm) 2. Do CO là phối tử trường mạnh nên sẽ đẩy các electron của Fe về trạng thái cặp đôi. Lúc này 1 AO 3d trống sẽ tổ hợp với 1 AO 4s trống và 3 AO 4p trống thành 5 AO lai hóa dsp3 hướng về 5 đỉnh của một lưỡng tháp tam giác.(1 điểm) Câu V: (2.0 điểm) 1. 2NO(k) + Br2(hơi) → 2NOBr(k) ∆H > 0 (0,25 điểm) o o 2. Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ KP tại 0 C < KP (25 C) < KP (50oC) Vậy KP tại 0oC = 1/1,54.KP = 116,6 / 1.54 = 75,71 KP tại 50oC = 1,54.KP = 116,6.1,54 = 179,56 (0,25 điểm) 3. Xét sự chuyển dời cân bằng hóa học tại 25oC Trường hợp a và b về nguyên tắc cần xét tỉ số: Q PNOBr 2 PNO Sau đó so sánh Q với KP để kết luận Tuy nhiên ở đây không có điều kiện để lập luận theo biểu thức này nên ta sẽ dựa vào nguyên lý Le Chartelier a. Nếu tăng lượng NO thì cân bằng dịch chuyển sang phải (0,25 điểm) b. Nếu giảm lượng Br2 thì cân bằng hóa học dịch chuyển sang trái (0,25 điểm) c. Nếu giảm nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển sang trái để chống lại chiều giảm nhiệt độ (0,25 điểm) d. Thêm N2 là khí trơ + Nếu V = const thì không ảnh hưởng tới cân bằng hóa học do N2 không gây ảnh hưởng liên hệ nào (theo định nghĩa áp suất riêng phần) + Nếu P = const ta xét liên hệ Nếu chưa có N2 thì P = PNO + PBr2 + PNOBr (a) Nếu đã có N2 thì P = P’NO + P’Br2 + P’NOBr + PN2 (b) Vì P = const nên P’i = Pi Lúc đó xét Q theo biểu thức liên hệ trên và so sánh tương quan với KP - Q = KP: không ảnh hưởng - Q > KP: cân bằng chuyển dịch sang trái để Q giảm tới KP - Q < KP: cân bằng chuyển dời sang phải để Q tăng tới KP (1,25 điểm) Câu VI (4.0 điểm) 1. Ta có thể suy luận công thức của guaiol dựa trên những dữ kiện sau: - Dehydrat hóa ancol này bằng lưu huỳnh thu đươc hydrocacbon thơm X màu xanh da trời không chứa vòng benzen. Như vậy X chỉ có thể là dẫn xuất của azulen. - Độ bất bão hòa của guaiol là 3, tức ứng với hai vòng vẫn còn một nối đôi. Vị trí của nối đôi đó sẽ nằm ở điểm tiếp giáp hai vòng do vị trí đó khó bị hydro hóa nhất, và khi ozon phân vị trí này sẽ dễ cho sản phẩm chuyển vị là hai vòng 6 giáp nhau. Một vòng sinh ra do sự mở rộng vòng 5, một vòng sinh ra do sự thu hẹp vòng 7 - Ta dễ dàng nhận thấy rằng quá trình chuyển hóa của guaiol không hề ảnh hưởng tới các mạch nhánh, vì vậy từ vị trí các mạch nhanh trong dẫn xuất naphtalen ta có thể suy ra được vị trí của các mạch nhánh này trong guaiol. Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 6 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC - Do nhóm OH của guaiol nằm ở cacbon bậc ba nên công thức cấu tạo của guaiol chỉ có thể là: - Lý luận dẫn ra CTCT đúng được 1,0 điểm, cấu tạo 0,5 điểm Công thức cấu tạo X sẽ là (0,5 điểm) 2. Màu xanh da trời của X có được do sự liên hợp giữa các nối đôi trong phân tử X. (0,25 điểm) Khi hòa tan X vào axit sunfuric đặc màu xanh sẽ biến mất do sự biến mất của hệ thống liên hợp trong hợp chất được tạo thành như hình vẽ: (0,5 điểm) 3. Công thức cấu tạo hai chất A, B như sau. Đúng CTCT mỗi chất được 0,25 điểm OH O O A OH B Sự tạo thành chất A được giải thích như sau (0,5 điểm) Do công thức phân tử của A là C15H26O nên trong A sẽ có 3 mảnh isopren (0,25 điểm) Câu VII (2.0 điểm) 1. Na3[RhCl6] (0,375 điểm) ; Na3[RhCl6].12H2O (0,375 điểm) 2. Rh2S3.2H2S (0,5 điểm) 3. Để loại bỏ các muối tan, chủ yếu là NaCl (0,25 điểm). Mỗi phản ứng đúng được 0,125 điểm 2Rh + 6NaCl + 3Cl2 = 2Na3[RhCl6] Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 7 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Na3[RhCl6].12H2O = Na3[RhCl6] + 12H2O 2Na3[RhCl6] = 2Rh + 6NaCl + 3Cl2 2Na3[RhCl6] + 3H2S = Rh2S3.3H2S + 6NaCl + 6HCl Câu VIII (4.0 điểm) Công thức cấu tạo các sản phẩm trung gian (Các chất A, B mỗi chất 0,5 điểm, còn C, D, E, F mỗi chất 0,75 điểm). Lưu ý quá trình chuyển từ D sang chất ở dòng thứ hai bao gồm nhiều hơn một giai đoạn _________________ HẾT _________________ Thí sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn được điểm tối đa Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 8 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐỀ THI THỬ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2010 Môn: HOÁ HỌC Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề) (Đề thi gồm 3 trang, có 10 câu) CÂU 1: (2,0 điểm) 1. Oleum là hỗn hợp được tạo ra khi cho SO3 tan trong H2SO4 tinh khiết. Trong hỗn hợp đó có các axit dạng poli sunfuric có công thức tổng quát H2SO4.nSO3 hay H2Sn+1O3n+4 chủ yếu chứa các axit sau: axit sunfuric H2SO4, axit đisunfuric H2S2O7, axit trisunfuric H2S3O10 và axit tetrasunfuric H2S4O13. Cho biết công thức cấu tạo của các axit trên. 2. Giải thích tại sao SO3 lại dễ dàng phản ứng với H2O, HF, HCl, NH3 để hình thành nên những phân tử tứ diện tương ứng. Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo sản phẩm. 3. Kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon. Tính khối lượng riêng và thể tích mol của chúng. Biết rằng: Độ dài liên kết C–C (kim cương) là 154 pm, C–C (than chì) là 141 pm, khoảng cách giữa các lớp than chì là 336 pm. NA = 6,02.1023. Kim cương có cấu tạo tương tự silic và số nguyên tử C trong một ô mạng tinh thể của kim cương gấp 4 lần số nguyên tử C trong một ô mạng tinh thể than chì. CÂU 2: (2.0 điểm) 1. Viết công thức cấu tạo Lewis, nêu trạng thái lai hóa và vẽ dạng hình học của các phân tử và ion sau: B2H6, XeO3, NO2+, NO2–. 2. Phản ứng của NaNO3 trong nước với hỗn hống Na/Hg cũng giống như phản ứng của etylnitrit C2H5NO2 với hydroxylamine NH2OH có mặt Natrietoxit cho cùng một sản phẩm. Sản phẩm này là muối của một axit yếu không bền chứa Nitơ, axit này đồng phân hóa tạo thành một sản phẩm có ứng dụng trong thành phần nhiên liệu tên lửa. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và vho biết công thức cấu trúc của axit đồng phân nói trên. CÂU 3: (2.0 điểm) Cho phản ứng: A  B  C  D (1) là phản ứng đơn giản. Tại 27oC và 68oC, phương trình (1) có hằng số tốc độ tương ứng lần lượt là k1 = 1,44.107 mol-1.l.s-1 và k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K 1. Tính năng lượng hoạt hóa EA (cal/mol) và giá trị của A trong biểu thức k  A  e 2. Tại 119oC, tính giá trị của hằng số tốc độ phản ứng k3. 3. Nếu CoA = CoB = 0,1M thì  1/2 ở nhiệt độ 119oC là bao nhiêu. E RT mol-1.l.s-1. CÂU 4: (2,0 điểm) 1. Clobenzen có momen lưỡng cực 1 = 1,53 D (1 hướng từ nhân ra ngoài) ; anilin có momen lưỡng cực 2 = 1,60D (2 hướng từ ngoài vào nhân benzen). Hãy tính momen lưỡng cực  của các chất sau: ortho – cloanilin ; meta – cloanilin và para – cloanilin. 2. Tính pH của dung dịch NH4HCO3 0,1M. Biết rằng H2CO3 có hằng số phân li axit K1 = 4,5.10-7 ; K2 = 4,7.10-11, NH3 có pKb = 4,76. CÂU 5: (2,0 điểm) Có thể điều chế tinh thể FeCl3.6H2O theo cách sau: Hoà tan sắt kim loại vào trong dung dịch axit clohydric 25%. Dung dịch tạo thành được oxy hóa bằng cách sục khí clo qua cho đến khi cho kết quả âm tính với K3[Fe(CN)6]. Dung dịch được cô bay hơi ở 95oC cho đến khi tỉ trọng của nó đạt chính xác 1,695 g/cm3 và sau đó làm lạnh đến 4oC. Tách kết tủa thu được bằng cách hút chân không rồi cho vào một dụng cụ chứa được niêm kín. 1. Viết các phản ứng dẫn đến sự kết tủa FeCl3.6H2O 2. Có bao nhiêu gam sắt và bao nhiêu mL dung dịch axit clohydric 36% (d=1,18g/cm3) cần để điều chế 1,00kg tinh thể này. Biết rằng hiệu suất quá trình chỉ đạt 65% 3. Đun nóng 2,752g FeCl3.6H2O trong không khí đến 350oC thu được 0,8977g bã rắn. Xác định thành phần định tính và định lượng của bã rắn. Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 9 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC CÂU 6: (2,0 điểm) 1. A là chất bột màu lục không tan trong axit và kiềm loãng. Khi nấu chảy A với KOH có mặt không khí thu được chất B có màu vàng, dễ tan trong nước. Chất B tác dụng với axit sunfuric chuyển thành chất C có màu da cam. Chất C bị lưu huỳnh khử thành chất A và có thể oxi hóa axit clohiđric thành khí Clo. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Từ các chất A, B, C trên, hoàn thành sơ đồ sau: - t X   A + N2 + H2O o C + (NH3)2S + H2O   Y + S + NH3 + KOH B + (NH4)2S + KOH + H2O   Z + S + NH3 C + H2SO4 + H2S   T + S + K2SO4 + H2O CÂU 7: (2,0 điểm) 1. Viết công thức cấu trúc các dạng enol của dietylmalonat (1), Etylaxetoaxetat (2). Trong các cấu trúc của (2), cho biết dạng nào bền nhất, dạng nào kém bền. Giải thích? 2. Cho biết công thức mạch hở của các chất sau: a. b. HO c. d. O CH3 O O O O C 2H 5 OH O HOCH2 CH3CH2 OH Brevicomin Talaromicin A CÂU 8: (2,0 điểm) 1. Cho biết sản phẩm tạo thành từ các phản ứng sau và gọi tên sản phẩm đó: 0 C a. Furan + (CH3CO)2O + (C2H5)2O: BF3  A b. Thiophen + C6H5COCl + SnCl4  B + – c. Pyrol + C6H5N2 Cl  C d. Pyrol + CHCl3 + KOH  D o 2. Viết sơ đồ điều chế izatin (indolin-2,3-dion) từ 2-nitrobenzoyl clorua CÂU 9: (2,0 điểm) 1. Khi cho amoniac phản ứng cộng với axetanđehit thu được sản phẩm không bền A, sản phẩm này dễ bị tách nước thành B. B dễ dàng trime hóa cho sản phẩm C là triazin. Mặt khác nếu cho amoniac ngưng tụ với fomanđehit sẽ thu được sản phẩm D (urotropin) có CTPT là C6H12N4. Chất D có khả năng tác dụng với axit nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất nổ mạnh được dùng trong đại chiến thế giới thứ II: C6H12N4 + 3HNO3  E + 3HCHO + NH3. Xác định A, B, C, D, E và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi trong dãy các chất sau: (1) (2) (3) (4) N N N N 115oC S 117oC N N H H 256oC Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 187oC 10 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC CÂU 10: (2,0 điểm) 1. Vitamin C (axit L-ascobic, pKa = 4,21) là endiol và có cấu trúc như sau: H a. Hãy giải thích tính axit của axit L-ascobic và cho biết nguyên tử H nào HO có tính axit. CH2OH C O b. Điều chế L-ascobic từ D-glucozơ O 2. Salixin C13H18O7 bị thủy phân bởi elmusin cho D-glucozơ và Saligenin C7H8O2. Salixin không khử thuốc thử Tolen. Oxi hóa Salixin bằng HNO3 thu HO OH được một hợp chất hữu cơ X mà khi thủy phân thì cho D-Glucozơ và anđehit Salixylic. Metyl hóa Salixin thu được pentametylsalixin, thủy phân hợp chất này cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ. Xác định CTCT của Salixin _________________ HẾT _________________ - Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Giám thị không giải thích gì thêm. Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl axit L- ascobic TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 11 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐỀ THI THỬ KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2010 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI THỬ MÔN HÓA HỌC (Đáp án này có 8 trang) CÂU 1: (2,0 điểm) 1. (0,5 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,125 điểm HO O O HO O S HO O OH S S O O H2SO4 H 2S 2O 7 O HO O O O O O O OH HO O O O O O O OH S S S S S S S O O O O O O O H2S3O10 H2S4O13 2. - (0,5 điểm) Giải thích đúng + viết đúng 4 phương trình và cấu trúc Giải thích: Phân tử SO3 ở dạng tam giác phăng với nguyên tử S ở trạng thái lai hóa sp3, dễ dàng phản ứng để chuyển sang thạng thái lai hóa sp3 bền, là trạng thái đặc trưng của lưu huỳnh - Phương trình phản ứng: SO3 + H2O   H2SO4 SO3 + HF   H[SO3F] SO3 + HCl   H[SO3Cl] -  H[SO3NH2] SO3 + NH3  Cấu trúc các sản phẩm O O H O H O H O S F O O O 3. - O S S O H H S Cl O O NH2 O (1,0 điểm) Kim cương (tương tự Silic) có cấu trúc lập phương tâm diện ngoài ra còn có 4 nguyên tử Cacbon nằm trong 4 1 8 hốc (site) tứ diện nên số nguyên tử cacbon trong một ô mạng cơ sở tinh thể kim cương là: 8   6  - 1 48 2 Do vậy suy ra cacbon than chì trong một ô mạng tinh thể có 2 nguyên tử cacbon Trong ô mạng tinh thể kim cương: 4d  4d  Độ dài cạnh ô mạng tinh thể: a = (d = C–C (kim cương)) => Thể tích ô mạng = a3 =   3  3 Khối lượng riêng của tinh thể kim cương: D= 8 M  NA  V 8  12 3  3,545 (g/cm3)  4  154  10  6, 02  1023    3   M => Thể tích mol của kim cương = =3,385 (cm3/mol) D 10 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 3 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 12 - Tương tự trong ô mạng tinh thể than chì Diện tích mặt đáy = 3 3  d 2 (d = C–C (than chì)) 2 3 3  d 2  h (h là khoảng cách giữa các lớp) 2 Thể tích ô mạng = => Khối lượng riêng D = 2,297 (g/cm3) và thể tích mol = 5,224 (cm3/mol) CÂU 2: (2.0 điểm) 1. (1,0 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,25 điểm B2H6: B lai hóa sp3, gồm 2 tứ diện lệch có một cạnh chung, liên kết BHB là liên kết 3 tâm nhưng chỉ có 2 electron, 1 electron của H và 1 electron của B XeO3: Xe lai hóa sp3, phân tử dạng tháp đáy tam giác NO2+: N lai hóa sp, cấu trúc đoạn thẳng NO2–: N lai hoa sp2, cấu trúc gấp khúc (chữ V) Công thức Lewis H H H O H H H Xe B B O O N O 2. - N O O N O N O O (1,0 điểm) Các phản ứng (mỗi phản ứng 0,25 điểm)  Na2N2O2 + 8NaOH + 8Hg 2NaNO3 + 8Na(Hg) + 4H2O  -  Na2N2O2 + 3C2H5OH NH2OH + C2H5NO2 + 2C2H5ONa  Na2N2O2 là muối của axit hyponitrơ H2N2O2 (2.0,125 = 0,25) HO HO OH N N N N OH - Cấu trúc đồng phân: H2N – NO2 (nitramit) (0,25) H O N H N O CÂU 3: (2.0 điểm) 1. (1,0 điểm) Phản ứng động học bậc hai, áp dụng phương trình Archénius ta có: ln k1  E A  ln A ; RT1  ln k 2  ln k1  ln k 2  E A  ln A RT2 E A E A  ln A   ln A RT2 RT1 k 2 EA  1 1      k1 R  T1 T2  T T k  E A  R 2 1  ln 2  3688, 2(cal / mol) T2  T1 k1  ln Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl O O 13 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC k  A  e 2. E  k k  A    E    E1  7  109 (mol 1.l.s 1 ) e RT e RT1  (0,5 điểm) k3  A  e 3. RT  E RT3   6,15  107 (mol1.l.s 1 ) (0,5 điểm) 1/ 2  1  1, 63  107 (s) k 3 .CoA CÂU 4: (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) Clo có độ âm điện lớn, 1 hướng từ nhân ra ngoài – nhóm NH2 có cặp e tự do liên hợp với hệ e  của vòng benzen  hai momen lưỡng cực cùng chiều para meta ortho  Cộng vectơ sử dụng hệ thức lượng trong tam giác a = b + c – 2bc cos A 2 2 2 Dẫn xuất ortho:  2O =  12 +  22  212 cos 600 =  12 +  22  12 = 2,45 o =  2m Dẫn xuất meta: =  12 +  22  212 cos 1200 =  12 +  22 + 12 = 7,35 m =  2p Dẫn xuất para: 2, 45 = 1,65D 7,35 = 2,71D = 1 + 2 = 1,60 + 1,53 = 3,13D 2. (1,0 điểm) Ta có các quá trình sau: NH 4 HCO3   NH 4  HCO3   NH 3  H  ; K a NH 4     H 2 CO3 ; K11 HCO3  H      H   CO32 ; K 2 HCO3     H   OH  ; K W  1014 H 2 O   Trong đó: K a  1014  109,24 Kb Áp dụng điều kiện proton ta có: [H  ]  [NH 3 ]  [CO32 ]  [OH  ]  [H 2CO3 ]  [H  ]  K a .[NH 4 ] K 2 .[HCO3 ] K w     K11.[H  ].[HCO3 ]   [H ] [H ] [H ]  [H  ]2  K a .[NH 4 ]  K 2 .[HCO3 ]  K w  K11.[H  ]2 .[HCO3 ]  [H  ]2  K11.[H  ]2 .[HCO3 ]  K a .[NH 4 ]  K 2 .[HCO3 ]  K w Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 14    [H  ]2 1  K11.[HCO3 ]  K a .[NH 4 ]  K 2 .[HCO3 ]  K w  [H  ]2  K a .[NH 4 ]  K 2 .[HCO3 ]  K w 1  K11.[HCO3 ]  [H  ]  K a .[NH 4 ]  K 2 .[HCO3 ]  K w 1  K11.[HCO3 ] Thay các giá trị gần đúng: [NH 4 ]  [HCO 3 ]  0,1M  [H  ]  1, 6737.108 M  pH   lg[H  ]  7, 78 CÂU 5: (2,0 điểm) 1. Các phương trình phản ứng: (4.0,125 = 0,5 điểm) Fe + 2HCl   FeCl2 + H2 2FeCl2 + Cl2   2FeCl3 3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6]   Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCl FeCl3 + 6H2O   FeCl3.6H2O 2. 1000 = 3,7mol FeCl3.6H2O 270,3 Như vậy cần 3. 3,7 .2 . 36,5  978 mL dung dịch HCl 36% (0,5 điểm) 0,36 .1,18 . 0,65 Khi đun nóng thì FeCl3.6H2O phân huỷ theo phương trình sau: FeCl3.6H2O   FeOCl + 5H2O + 6HCl Khi nhiệt độ tăng thì FeOCl sẽ tiếp tục phân huỷ: 3FeOCl   FeCl3 + Fe2O3 (Hơi FeCl3 bay ra) Lượng FeCl3.6H2O trong mẫu là 2,752 = 10,18 mmol 270,3 Điều này ứng với khối lượng FeCl3 là 107,3. 0,01018 = 1,092g FeOCl Do khối lượng thu được của bã rắn bé hơn nên ta biết được FeOCl sẽ bị phân hủy một phần thành Fe2O3. Khối lượng FeCl3 mất mát do bay hơi là: 1,902  0,8977 = 1,20mmol => Bã rắn cuối cùng chứa (0,01018 – 162,2 3.0,00120) = 6,58 mmol FeOCl và 1,20 mmol Fe2O3. (1,0 điểm) CÂU 6: (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) mỗi phương trình đúng được 0,25 A là Cr2O3, B là K2CrO4, C là K2Cr2O7 Các phương trình phản ứng:  4 K2CrO4 + 4H2O 2Cr2O3 + 3O2 + 8KOH   K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O 2K2CrO4 + H2SO4   Cr2O3 + K2SO4 S + K2Cr2O7  2. - 14HCl + K2Cr2O7   3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O (1,0 điểm) mỗi phương trình đúng được 0,25 X là (NH4)2Cr2O7, Y là Cr(OH)3, Z là K3[Cr(OH)6], T là Cr2(SO4)3 Các phương trình phản ứng: t (NH4)2Cr2O7   Cr2O3 + N2 + 4H2O o K2Cr2O7 + 3(NH3)2S + H2O   2Cr(OH)3 + 5S + 6NH3 + 2KOH Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 15 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 2K2CrO4 + 3(NH4)2S + 2KOH + 2H2O   2K3[Cr(OH)6] + 3S + 6NH3 K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S   Cr2(SO4)3 + 3S + K2SO4 + 7H2O CÂU 7: (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) Các cấu trúc O EtO H H O O OEt C H O O EtO OEt EtO O OEt C H Trong đó: - Dạng A ít bền do nối đôi không liên hợp - Dạng B bền nhưng không có cộng hưởng este - Dạng C bền nhất do có nối đôi liên hợp và cộng hưởng este O H H O O CH3COCH2COOEt OEt H2C H3C A O C H OEt B O H3C H O OEt C H C 2. a. (1,0 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,25 điểm CH2OH–CH2CH2CH2=CHO 5-hidroxipentanal b. CHOCH2CH2CHOHCH=CH–CH=CH2 4-hidroxiocta-5,7-dienal c. CH3CH2CHOHCHOH(CH2)3COCH3 6,7-dihidroxinonan-2-on d. (HOCH2)2CH–CHOHCH2CO(CH2)2CH(C2H5)CH2OH 2,8-di(hidroxometyl)-1,3-dihidroxidacan-5-on CÂU 8: (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) Mỗi công thức đúng được 0,25 điểm A B COCH3 S O D N=NC6H5 N H 2-benzoylthiophen 2-acetylfuran 2. C COC6H5 CHO N H 2-(phenylazo)pyrol 2-pyrolcacboxandehit (1,0 điểm) O C O Cl NO2 C KCN -HCl O CN NO2 Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl H 3O + C COOH -NH3 NO2 6H -H2O TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC 16 O C O COOH NH2 o t O -H2O NH CÂU 9: (2,0 điểm) 1. (1,5 điểm) Andehit béo có thể tham gia phản ứng cộng với amoniac tạo thành một sản phẩm ít bền là Andehit-amoniac CH3CHO + NH3   Axetandehit-amoniac (tnc = 97oC) A OH CH3 CH NH2 Axetandehit-amoniac dễ bị tách nước thành B là CH3–CH=NH và B dễ trime hóa thành hợp chất dị vòng C loại triazin H 3C OH CH3 -H2O CH NH2 CH3CH=NH trime hóa NH NH CH3 NH CH3 B C Mặt khác nếu cho amoniac ngưng tụ với fomanđehit sẽ thu được sản phẩm D (urotropin) có CTPT là C6H12N4 6HCHO + 4NH3   C6H12N4 + 6H2O N N N N Urotropin Urotropin có khả năng tác dụng với axit nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất nổ mạnh được dùng trong đại chiến thế giới thứ II theo phản ứng: NO2 N C6H12N4 + 3HNO3 O 2N N N + 3HCHO + NH3 NO2 E 2. (0,5 điểm) Ta có nhiệt độ sôi của (1) < (2) là do hai chất này không tạo được liên kết hydro nên nhiệt độ sôi phụ thuộc vào khối lượng phân tử. Lại có, nhiêt độ sôi của (4) < (3) là do mặc dù cả hai chất đều có liên kết hydro liên phân tử nhưng liên kết hydro của (3) dạng polyme còn của (4) dạng dime CÂU 10: (2,0 điểm) 1. (1,0 điểm) a. Anion được hình thành bởi sự tách H enolic là bền vì điện tích được giải tỏa đến O của C=O qua liên kết đôi C=C - Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 17 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC O HO C HO b. O C HO - H+ C - C O C HO O C C C O C Sơ đồ điều chế D-Glucose [O] NaBH4 D-Socbitol (A) 1. KMnO4/OHDiaxetonua (C) 2. dd H+ enzym H+ (D) endiol B' L-Socbose (B) o 2CH3COCH3 axit L-ascobic t Trong đó: HO H HO H H C O HO C H HO C HO H OH HO CH2OH CH2OH CH2OH HO H H OH OH HO H H CH2OH CH2OH CH2OH A B B' CH2OH CH3 C CH3 CH3 O C C O C H O CH3 HO H C CH3 CH2 O CH3 COOH O C O C H O CH3 HO H C CH3 CH2 O D C 2. (1,0 điểm) Salixin là đường không khử và là   glucozit do bị thủy phân bởi elmuxin RO H OH HO OH O H 2O enzim CH2OH Salixin Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl D-Glucose + ROH (Saligenin) C 7H 8O 2 18 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Trong công thức C7H8O2, ROH xuất hiện nhân thơm. Tách được andehit salixylic, điều đó chứng tỏ quá trình oxi hóa nhóm –CH2OH thành nhóm –CHO CHO HO H2O, H+ D-Glucose + HOH2C HO HO O OH Saligenin là o-(hidroximetyl)phenol. Công thức cấu trúc của salixin là HOH2C HO HO O OH CH2OH O - - - - - - - - - - HẾT - - - - - - - - - - Thí sinh làm cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl CHO O 19 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl ĐỀ THI THỬ KÌ THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2008 – 2009 MÔN THI: HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian phát đề) (Đề thi gồm có 2 trang) Câu 1: (2.0 điểm) 1. Tại sao ion phức spin thấp [Co(NH3)6]3+ lại có màu. Giải thích dựa vào  o  22900(cm 1 ) . Cho biết: 1 cm 1  11,962 J.mol 1 . 2. Dựa trên mô hình VSEPR, giải thích dạng hình học của NH3, ClF3, XeF4. 3. Quá trình: O  O   1e có I1 = 13,614 (eV). Dựa vào phương pháp Slater xác định hằng số chắn của các electron trong nguyên tử đối với electron bị tách. So sánh độ bền tương đối của hai cấu hình electron của O và O+, giải thích. Câu 2: (2.0 điểm) 1. Thiết lập biểu thức phụ thuộc giữa thế oxi hóa – khử với pH của môi trường trong 2 trường hợp sau: 2. Cr2 O 72   14H   6e  2Cr 3  7H 2 O ; E oCr O2 / 2Cr3  1,33V . Ở pH = 7, Cr2 O 72 có oxi hóa được I  2 7 không? o Biết rằng: E oI / 2I  0, 6197V ; Co(OH)3  1e  Co(OH) 2  OH  ; ECo(OH)  0,17V 3 / Co(OH) 2 2 3. Biết tích số ion của nước KW = 10-14 và 2,303 RT ln x  0, 0592 lg x ( tại 25oC, 1atm) F Câu 3: (1.5 điểm) Cho phản ứng: A  B  C  D (1) là phản ứng đơn giản. Tại 27oC và 68oC, phương trình (1) có hằng số tốc độ tương ứng lần lượt là k1 = 1,44.107 mol-1.l.s-1 và k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K 1. Tính năng lượng hoạt hóa EA (theo cal/mol) và giá trị của A trong biểu thức k  A  e 2. Tại 119oC, tính giá trị của hằng số tốc độ phản ứng k3. 3. Nếu CoA = CoB = 0,1M thì  1/2 ở nhiệt độ 119oC là bao nhiêu. E RT  mol-1.l.s-1. Câu 4: (2.5 điểm) Điện phân dung dịch NaCl dùng điện cực Katode là hỗn hống Hg dòng chảy đều và dùng cực titan bọc ruteni và rođi là Anode. Khoảng cách giữa Anode và Katode chỉ vài mm 1. Viết phương trình phản ứng xảy ra tại điện cực khi mới bắt đầu điện phân pH = 7. Tính các giá trị thế điện cực và thế phân giải 2. Sau một thời gian, pH tăng lên đến giá trị pH = 11. Giải thích tại sao. Viết các phương trình xảy ra tại pH đó. Tính thế điện cực và thế phân giải 3. Cho biết: E oNa  / Na  2, 71V ; E o2H O / H  0, 00V ; E oO2 / H 2O  1, 23V . Với dung dịch NaCl 25% và 0,2% Na 3 2 trong hỗn hống Na/Hg: E oNa  / Na (Hg )  1, 78V . E oCl / Cl  1,34V cho dung dịch NaCl 25% theo khối lượng 2 H 2  1,3V trên Hg ; O2  0,8V trên Ru/Rd Câu 5: (1.5 điểm) Trong các tinh thể  (cấu trúc lập phương tâm khối) các nguyên tử cacbon có thể chiếm các mặt của ô mạng cơ sở o 1. Bán kính kim loại của sắt là 1,24 A . Tính độ dài cạnh a của ô mạng cơ sở o 2. Bán kính cộng hóa trị của cacbon là 0,77 A . Hỏi độ dài cạnh a sẽ tăng lên bao nhiêu khi sắt  có chứa cacbon so với cạnh a khi sắt  nguyên chất 3. Tính độ dài cạnh ô mạng cơ sở cho sắt  (cấu trúc lập phương tâm diện) và tính độ tăng chiều dài cạnh ô mạng biết rằng các nguyên tử cacbon có thể chiếm tâm của ô mạng cơ sở và bán kính kim loại sắt  là o 1,26 A . Có thể kết luận gì về khả năng xâm nhập của cacbon vào 2 loại tinh thể sắt trên Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl 20 TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC Câu 6: (1.5 điểm) Kết quả phân tích một phức chất A của Platin (II) cho biết có: 64,78 % khối lượng là Pt, 23,59 % là Cl, 5,65 % là NH3 và 5,98 % còn lại là H2O 1. Tìm công thức phân tử của phức chất biết rằng A là phức chất 1 nhân và Pt có số phối trí là 4. Viết công thức cấu tạo 2 đồng phân cis và trans của nó 2. Entanpi tự do chuẩn tạo thành ở 25oC của các đồng phân cis, trans lần lượt là: -396 và -402 kJ.mol-1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng sau: cis(A)  trans(A) 3. Tính nồng độ mol/lit mỗi đồng phân trong dung dịch, biết rằng lúc đầu chỉ có đồng phân cis nồng độ 0,01M. Cho Pt = 195 ; Cl = 35,5 ; N = 14 ; O = 16 ; H = 1 Câu 7: (2.0 điểm) Nitramit có thể bị phân hủy trong dd H2O theo phản ứng: NO2NH2  N2O(k) + H2O 2] Các kết quả thực nghiệm cho thấy vận tốc phản ứng tính bởi biểu thức: v  k [NO 2 NH  [H 3O ] 1. Trong môi trường đệm bậc của phản ứng là bao nhiêu 2. Trong các cơ chế sau cơ chế nào chấp nhận được: k1 a. Cơ chế 1: NO 2 NH 2   N 2 O(k) + H 2 O b. Cơ chế 2: k2 +   NO 2 NH 2  H 3O    NO 2 NH 3 + H 2 O NO 2 NH 3+  N 2 O + H 3O + k3 c. Cơ chế 3: k4  +   NO 2 NH 2  H 2 O   NO 2 NH + H 3O k5 NO 2 NH    N 2 O + OH   H 3O  OH  2H 2 O + k6 Nhanh Chậm Nhanh Chậm Nhanh Câu 8: (3.0 điểm) 1. Có 3 nguyên tố A, B và C. A tác dụng với B ở nhiệt độ cao sinh ra D. Chất D bị thuỷ phân mạnh trong nước tạo ra khí cháy được và có mùi trứng thối. B và C tác dụng với nhau cho khí E, khí này tan được trong nước tạo dung dịch làm quỳ tím hoá đỏ. Hợp chất của A với C có trong tự nhiên và thuộc loại chất cứng nhất. Hợp chất của 3 nguyên tố A, B, C là một muối không màu, tan trong nước và bị thuỷ phân. Viết tên của A, B, C và phương trình các phản ứng đã nêu ở trên. 2. Để khảo sát sự phụ thuộc thành phần hơi của B theo nhiệt độ, người ta tiến hành thí nghiệm sau đây: Lấy 3,2 gam đơn chất B cho vào một bình kín không có không khí, dung tích 1 lít. Đun nóng bình để B hoá hơi hoàn toàn. Kết quả đo nhiệt độ và áp suất bình được ghi lại trong bảng sau: Nhiệt độ (oC) Áp suất (atm) 444,6 0,73554 450 0,88929 500 1,26772 900 4,80930 1500 14,53860 Xác định thành phần định tính hơi đơn chất B tại các nhiệt độ trên và giải thích. Câu 9: (1.5 điểm) Có thể viết cấu hình electron của Ni2+ là: Cách 1: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d8] Cách 2: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d64s2]. Áp dụng phương pháp gần đúng Slater, tính năng lượng electron của Ni2+ với mỗi cách viết trên (theo đơn vị eV). Cách viết nào phù hợp với thực tế. Tại sao. Câu 10: (2.5 điểm) 1. Phòng thí nghiệm có mẫu phóng xạ Au198 với cường độ 4,0 mCi/1g Au. Sau 48 giờ người ta cần một dung dịch có độ phóng xạ 0,5 mCi/1g Au. Hãy tính số gam dung môi không phóng xạ pha với 1g Au để có dung dịch nói trên. Biết rằng Au198 có t1/2 = 2,7 ngày đêm. 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. - - - - - - - - - - HẾT - - - - - - - - - Copyright © 2010 http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan