DAP AN DHBB CHV bình dương hóa 11

Một trong số các cơ chế được đề nghị là:IAr + I → I2 + Ar Với IAr là một tiểu phân rất kém bền Cho biết rằng giai đoạn hai quyết định tốc độ phản ứng.. Câu 3 2 điểm Nhiệt động học và cân

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG THPT CHUYÊN

-*** -ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT DUYÊN HẢI BẮC BỘ

NĂM HỌC 2021 - 2022 Môn: HÓA HỌC – LỚP 11

Thời gian làm bài: 180 phút

Câu 1 (2 điểm) Tốc độ phản ứng

Định luật về tốc độ phản ứng của một phản ứng hóa học có thể xuất hiện từ một vài cơ chế khác nhau Đối với phản ứng:

H2 + I2 → 2HI Biểu thức tốc độ phản ứng nhận được là:

[ ] [ ][ ]2 k H2 I2

dt

H d

=

−

Trong một thời gian dài nhiều người cho rằng phản ứng này xảy ra theo phương trình trên nhưng thực ra đó là phản ứng có bản lưỡng phân tử Nó bây giờ được xem như xảy ra theo nhiều cơ chế cạnh tranh Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ xác định thì người ta giả thiết hai cơ chế sau:

I + I + H2

→

k1

2HI

(I2)d + H2

→

k2

2HI Với (I2)d là trạng thái phân li của I2 Bước đầu tiên của cả hai cơ chế xảy ra nhanh còn bước thứ hai xảy ra chậm

i) Tính năng lượng hoạt hóa Ea

ii) Năng lượng phân li của I2 là 151 kJ.mol-1 Giải thích tại sao bước thứ hai của mỗi cơ chế

quyết định tốc độ phản ứng

phản ứng nghịch

quyển agon

Một trong số các cơ chế được đề nghị là:

IAr + I → I2 + Ar

Với IAr là một tiểu phân rất kém bền

Cho biết rằng giai đoạn hai quyết định tốc độ phản ứng Hãy viết biểu thức tốc độ của phản ứng trên

ĐÁP ÁN

[ ] [ ] [ ]

2

2 1

2

1

H I k dt

HI d

=

Bước (1) là bước nhanh có hằng số cân bằng được tính từ biểu thức:

[ ] [ ] [ ] [ ][ ] [ ][ ]

2 2 2

2 1 2 2

2k K I H k I H dt

HI d

I

I K

=

=

=

Đối với cơ chế (2):

[ ] [ ] [ ] [ ]

[ ]

2 2 2

2

' 2 2

2 '

2 2 2

2

2

1

H I k H I K k dt

HI d

I

I K

H I k dt

HI d

d

d

=

=

=

=

Cả hai cơ chế đều phù hợp với phương trình tốc độ phản ứng ở đầu bài

b i) k = Ae-Ea/RT

1

2 2

1

ln 1

1

k

k R T T

E a − =

⇒

Thay số vào ta tính được Ea = 170kJ.mol-1

ii) Năng lượng hoạt hóa lớn hơn so với năng lượng phân ly của I2 Chính vì vậy

bước 2 là bước quyết định tốc độ phản ứng

Ea’ = Ea - ∆U = 178,2kJ.mol-1

[ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ] K k [ ] [ ] [ ] [ ]I Ar k I Ar

dt

I d

Ar I

Ar IAr K

I IAr k dt

I d

2 2

3

"

2

2

"

3 2

=

=

=

Câu 2 (2 điểm) cân bằng hóa học và phản ứng trong dung dịch pin, điện phân

a Ion Al3+ trong nước là một axit yếu: Al3+ + H2O  Al(OH)2+ + H+ với Ka = 1,0.10-5

ii Tính nồng độ ban đầu của Al3+ và pH khi bắt đầu xuất hiện kết tủa Al(OH)3? Biết tích số tan của Al(OH)3 là 10-32,5

kết tủa Mg(OH)2 không? Biết tích số tan của Mg(OH)2 là 5.10-12 và hằng số cân bằng Kb của

NH3 là 1,75.10-5

ĐÁP ÁN:

a Al3+ + H2O ⇌ Al(OH)2+ + H+ Ka = 1,0.10-5

CB: (1/30 – x) x x

Suy ra Ka = x2 / (1/30 – x) Vậy x = [H+] = 10-3,24

Do đó pH = 3,24

Al3+ + H2O ⇌ Al(OH)2+ + H+ Ka = 1,0.10-5

CB: (c – x) x x

Khi bắt đầu kết tủa Al(OH)3 thì [Al3+] = T/[OH-]3 = 10-32,5/[OH-]3 (2)

Từ (1) và (4) ta có x2.Ka-1 = 109,5.x3

Do đó x = [H+] = 10-4,5 Vậy pH = 4,5

[Al3+] = 109,5.x3 = 10-4M

Vậy Cđầu(Al3+) = [Al3+] + x = 10-4 + 10-4,5 = 1,316.10-4M

b NH4Cl → NH4+ + Cl

-Sau khi trộn: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH

-BĐ: 1,0 1,0 0

CB: (1,0 – x) (1,0 + x) x

Vậy [x(1,0 + x)]/(1,0 – x) = 1,75.10-5

Vì x << 1 nên x = 1,75.10-5 = [OH-]

MgCl2→ Mg2+ + 2Cl

-Sau khi trộn [Mg2+] = 0,01M

Vậy [Mg2+][OH-]2 = (1.10-2)(1,75.10-5)2 = 3,06.10-12 < 5.10-12

Câu 3 (2 điểm) Nhiệt động học và cân bằng hóa học

a Nhiệt cháy (entanpi cháy, ∆Ho) và nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (entanpi tạo thành tiêu

f) của một nhiêt liệu (chất đốt) có thể được xác định bằng cách đo biến đổi nhiệt

độ trong một calo kế khi một lượng xác định nhiên liệu được đốt cháy trong oxy

được đo trước là 48JK-1 Sau khi iso-octan cháy hết, nhiệt độ của nước đạt 33,220oC Biết nhiệt dung riêng của nước bằng 4,184J.g-1.K-1, hãy tính biến thiên nội năng ∆Uo của sự đốt cháy 0,542g iso-octan

ii) Hãy tính ∆Uo của sự đốt cháy 1mol iso-octan

Hãy tính ∆Ho của sự đốt cháy 1mol iso-octan

f của iso-octan

Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của CO2(k) và H2O(l) lần lượt bằng –393,51 và -85,83kJ.mol-1 Hằng số khí R bằng 8,314JK-1mol-1

A(k) + B(k) → AB(k)

Là 1,80.103L.mol-1 tại 25oC và 3,45.103L.mol-1 tại 40oC

1atm

(Các ký hiệu Kp, KC và Kx lần lượt là hằng số cân bằng xét theo nồng độ, áp suất và theo phân số mol)

chứa ion I-(dd)

I2(dd) + I-(dd) → I3-(dd) Hằng số cân bằng của phản ứng này được đo như là một hàm nhiệt độ với các kết qủa sau:

ĐÁP ÁN

a (i) C8H18(l) + 25/2O2(k) → 8CO2(k) + 9H2O(l)

Nhiệt dung của calo kế và các chất chứa bên trong:

Cs = 48 + (750.4,184) = 3186JK-1

Lượng nhiệt phóng thích ở thể tích không đổi bằng:

Qv = Cs∆T = 26,19kJ

Từ đó ta được: ∆Uo = -Qv = -26,19kJ

(ii) Xét một mol iso-octan cháy:

5520 542

, 0

19 , 26 23 ,

=

(iii) Biến đổi entanpi (∆Ho) quan hệ với ∆Uo như sau:

∆Ho = ∆Uo + ∆nkhíRT = -5520 – 4,5.8,314.298,15 = -5531kJ.mol-1 (iv) ∆Ho = 8∆Ho

f(CO2(k)) + 9∆Ho

f(H2O(l)) - ∆Ho

f(C8H18(l)) = -190kJ.mol-1

R

S RT

H RT

G K

o o

o =−∆ +∆

∆

−

=

ln

R

S RT

H K

o

o +∆

∆

−

=

1 1

ln

R

S RT

H K

o

o +∆

∆

−

=

2 2

ln

Vậy

1 2

1

1 2 1







 −

∆

T T

T T R

H K

Thay ∆Ho vừa tính được vào biểu thức lnK2 ta tính được

∆So = 175,2JK-1.mol-1 (ii) Từ phương trình đã cho ta có:

B A

AB p

P P

P K

=

Vì PV = nRT nên:

[ ] ( ) [ ] ( ) [ ] ( ) RT

K RT B RT A

RT AB

Tại 298,15K KP = 0,726atm-1

Từ P1 = X1P nên:

726 , 0

X X

X

A B AB P

c Chọn hai giá trị bất kỳ của K tại hai nhiệt độ khác nhau, ví dụ như tại 15,2oC (288,4K) và

34,9oC (308,2K):

kJ mol

kJ H

T T

T T R

H K

2 , 17

10 72 , 1

2 1

1 2 1

2 = ∆  − ⇒∆ =− − =−

H R

S K

o 1

Giả sử ∆Ho và ∆So không thay đổi, đồ thị của lnK theo 1/T dự đoán là một đường thẳng với độ dốc bằng -∆Ho/R:

∆H = -1,71.104J = -17,1kJ

Câu 4 (2 điểm) Hóa nguyên tố (kim loại, phi kim nhóm VA, IVA)

Nguyên tố X (có nhiều dạng thù hình) có một anion chứa oxy đóng vai trò quan trọng trong ô nhuễm nước Độ âm điện của nó nhỏ hơn oxy Nó chỉ tạo hợp chất phân tử với halogen Ngoài hai oxit đơn phân tử còn có những oxit cao phân tử X codn coa vai trò rất quan trọng trong sinh hóa Các obitan p của nó chỉ có một electron

X có thể tạo được với hydro nhiều hợp chất cộng hóa trị có công thức chung là XaHb; dãy hợp chất này tương tự như dãy đồng đẳng của ankan

Một trong số 4 hợp chất trên có ba đồng phân lập thể (tương tự axit tactric)

2, 3 và 4

số oxy hóa của X trong các hợp chất này

Một hợp chất dị vòng của X, với cấu trúc phẳng do J Liebig và F.Wohler tổng hợp từ năm

là một khí dễ tan trong nước và phản ứng như một axit mạnh

5) a) Viết phương trình phản ứng

b) Viết công thức cấu tạo của hợp chất (NXCl2)3

Hợp chất vô cơ vừa nêu ở trên có tính chất khác thường khi bị đun nóng: nó sôi ở 256oC khi bị

lỏng này thì ta được một chất tương tự cao su

1) Giải thích tính chất đặc biệt này

ĐÁP ÁN

1) Photpho Cấu hình [Ne]3s23p3

H

H

H

H

P

P P H

H

H

H

H

P

P P

P H

H

H

H

H H

3) 4

P

OH H H

OH H OH

OH OH OH

a) 3NH4Cl + 3PCl5 = (NPCl2)3 + 12HCl

b) Công thức cấu tạo:

P

N P N

P

N Cl

Cl

Cl Cl

Đun nóng chậm → vòng bị bẻ gãy tạo thành các phân tử polyme có hệ liên hợp pi:

N P N

P

N P

Câu 5 (2 điểm) phức chất

Ion phức bis(terpyridyl)coban(II) tồn tại một phần ở trạng thái spin cao, một phần ở trạng thái spin thấp phụ thuộc vào các ion liên kết trực tiếp với nguyên tử trung tâm ClO4-/Cl-/NCS-/Br-

thấp

Xét các phức sau: [Co(CN)6]3-, [Co(CO3)2(NH3)2]-, [Co(CO3)3]3- and [Co(NO2)6]3- Màu của các ion phức này sẽ là: xanh, vàng, cam và da trời (không nhất thiết là phải ở cùng djạng với các phức trên) d) Hãy cho biết tên của từng phức và xác định màu của chúng

ĐÁP ÁN

a) Bát diện

c) Phức spin thấp:

B B

m ag =µ 3 =1.73µ µ

spin cao:

B B

m ag =µ 15 =3.87µ µ

d) Ta có bảng:

Câu 6 (2 điểm) Đại cương hữu cơ

1 Theobromine (theo tiếng Hy Lạp, theobroma có nghĩa là "thức ăn của các vị thần") là một thành

phần của ca-cao Melamine là một chất nhũ hóa

a) Hãy cho biết nguyên tử nitơ có lực bazơ mạnh nhất và yếu nhất trong phân tử theobromine Giải thích ngắn gọn

b) So sánh lực bazơ của hai nguyên tử nitơ trong phân tử melamine Giải thích ngắn gọn

2

Khi cho (2-hidroxiphenyl) phenyl xeton tác dụng với metylamin thu được một sản phẩm X

ĐÁP ÁN

1

orbital p đã tham gia tạo hệ thơm

- Lực bazơ mạnh nhất: Nguyên tử Nb, vì cặp e-n của Nb nắm trên orbital lai hóa sp2 không chịu ảnh hưởng của hệ liên hợp

b)

- Lực bazơ: Nguyên tử Nx < Nguyên tử Ny, vì ở nguyên tử Nx, vì

trên orbital lai hóa sp2 không chịu ảnh hưởng của hệ liên hợp

a. 2 Cơ chế :

OH

O

+ NH2CH3

OH

O

-NH2CH3

OH

HO NHCH3

-H2O

OH N-CH3

C6H5

OH

C6H5

OH N

C6H5

CH3

c

Câu 7 (2 điểm) cơ chế phản ứng hóa hữu cơ

Đề xuất cơ chế cho các quá trình chuyển hóa sau: a

b

c

d

ĐÁP ÁN

a

b

c.

d.

Câu 8 (2 điểm) sơ đồ tổng hợp hữu cơ

Porantherine là một alkaloid nhóm Euphorbaceae được phân lập từ cây bụi thân gỗ poranthera

corymbosa Brogn Porantherine gây ngộ độc cho gia súc và được phát hiện lần lần đầu ở New

South Wales và Queensland, Australia Theo công bố của Stevens, các liên kết C-C và C-N trong phân tử porantherine được tổng hợp đi qua enol (hoặc enolate) và ion iminium (hoặc imine) dựa vào hiệu ứng siêu liên hợp của liên kết C-C đang hình thành với cặp e-n trên nguyên tử nitơ Hãy hoàn thành sơ đồ phản ứng tổng hợp porantherine dưới đây:

ĐÁP ÁN

Câu 9 (2 điểm) xác định cấu trúc các chất hữu cơ

hợp chất C (C11H11NO3)

1,2-đibromoetan tạo thành dẫn xuất D (C9H14O4) của A Đun nóng D với đietyl malonat có

EtONa/EtOH ở 100 oC trong 8 h thu được hợp chất E (C16H26O8)

a) Hãy xác định công thức cấu tạo các hợp chất từ A đến E.

b) Giải thích sự hình thành C bằng cơ chế phản ứng.

ĐÁP ÁN

a) Xác định công thức cấu tạo các hợp chất từ A đến E:

b) Giải thích sự hình thành C bằng cơ chế phản ứng.

Câu 10 (2 điểm) hóa học các hợp chất thiên nhiên

Cidofovir được thiết kế và tổng hợp bởi nhóm nghiên cứu của Giáo sư Holy (Chzech) Hợp chất này có cấu trúc tương tự nucleotide với hoạt tính kháng vi-rút Cidofovir được sử dụng trong điều

trị bệnh gây ra bởi virus, chủ yếu ở bệnh nhân AIDS Sơ đồ tổng hợp Cidofovir từ L-Mannitol được trình bày dưới đây:

Cho biết cấu trúc các hợp chất trong sơ đồ trên

ĐÁP ÁN

Hoàn thành sơ đồ tổng hợp Cidofovir