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 chuẩn ∆Ho f của một nhiêt liệu chất đốt có thể được xá
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÌNH DƯƠNG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN
-*** -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 (2) I2 = (I2)d Hằng số cân bằng K’
(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
a Chứng minh cả hai cơ chế trên đều dẫn đến biểu thức tốc độ phản ứng đã biết
b Gía trị của hằng số tốc độ k của phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau cho ở bảng:
T(K) K(L.mol-1.s-1) 373,15 8,74.10-15
473,15 9,53.10-10
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
c Biến thiên nội năng của phản ứng ∆U = -8,2kJ.mol-1 Xác định năng lượng hoạt hóa của
phản ứng nghịch
d Năng lượng hoạt hóa của phản ứng có thể âm Một ví dụ là sự kết hợp của I(k) trong khí
quyển agon
Trang 2I + I + Ar → I2 + Ar Ea = -6kJ.mol-1
Một trong số các cơ chế được đề nghị là:
I + Ar + Ar → IAr + Ar Hằng số cân bằng K”
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
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
i Tính pH của dung dịch AlCl3 1/30M
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
b Trộn 1,0ml MgCl2 0,02 M với 1,0 ml dung dịch chứa NH3 2,0 M và NH4Cl 2,0 M Hỏi có 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
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 chuẩn ∆Ho
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
i Cho 0,542g iso-octan vào một calo kế có dung tích không đổi (“bom”), mà bao quanh bình phản ứng là 750g nước tại 25,000oC Nhiệt dung của chính calo kế (không kể nước)
đã 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
iii Hãy tính ∆Ho
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
b Hằng số cân bằng Kc của một phản ứng kết hợp:
A(k) + B(k) → AB(k)
Là 1,80.103L.mol-1 tại 25oC và 3,45.103L.mol-1 tại 40oC
i Giả sử ∆Ho không tùy thuộc vào nhiệt độ, hãy tính ∆Ho, ∆So
ii Hãy tính các hằng số cân bằng KP và Kx tại 298,15K và áp suất toàn phần là
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)
Trang 3c Mặc dù iot không dễ tan trong nước nguyên chất nhưng nó dễ dàng tan trong nước có 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:
Nhiệt độ (oC): 15,2 25,0 34,9 Hằng số cân bằng: 840 690 530 Hãy ước lượng ∆Ho của phản ứng này
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
1. Đó là nguyên tố nào? Viết cấu hình của nó
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
2. Viết công thức cấu tạo 4 chất đầu của dãy
Một trong số 4 hợp chất trên có ba đồng phân lập thể (tương tự axit tactric)
3. Xác định hợp chất này
Nguyên tố X tạo được những axit có chứa oxy (oxoaxit) có công thức chung là H3XOn với n =
2, 3 và 4
4. Viết công thức cấu tạo của 3 axit này Đánh dấu (dấu sao hoặc mũi tên) các nguyên tử H và ghi 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
1834, được tạo thành từ NH4Cl với một chất pentacloro của X; sản phẩm phụ của phản ứng này 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 đun nóng nhanh Nếu đun nóng chậm nó bắt đầu nóng chảy ở 250oC; làm nguội nhanh chất lỏng này thì ta được một chất tương tự cao su
1) Giải thích tính chất đặc biệt này
BÀI GIẢI:
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- a) Cho biết ba dạng hình học có thể có của phức
b) Dựa vào thuyết trường phối tử hãy vẽ giản đồ obitan cho các trường hợp phức spin cao và
thấp
Trang 4c) Tính momen từ (M.B) của các phức trên
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
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
a. Viết công thức của X và dùng mũi tên để viết cơ chế của phản ứng trên
b. Viết các cấu hình của X
c. So sánh và giải thích nhiệt độ sôi của các dạng cấu hình đó
Câu 7 (2 điểm) cơ chế phản ứng hóa hữu cơ
Đề xuất cơ chế cho các quá trình chuyển hóa sau:
a
b
Trang 5c
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:
Câu 9 (2 điểm) xác định cấu trúc các chất hữu cơ
Khuấy đều một hỗn hợp gồm đietyl malonat (CH2(CO2Et)2) và 1,2-đibromoetan trong dung dịch NaOH 50% (có trietylbenzylamoni clorua làm xúc tác chuyển pha) ở 25 oC rồi trung hòa bằng
Trang 6Khi dùng EtONa/EtOH và tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thường, đietyl malonat và
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.
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
