1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI THPT CHUYÊN ĐỀ KIỂM TRA SỐ 3 DÀNH CHO HỌC SINH ĐỘI TUYỂN CHÍNH THỨC Câu 1 (2,5 điểm) 1 Năng lượng tính theo eV (1eV = 1,602 × 10 19J) của hệ gồm 1 hạt nhân và 1 eletron.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
DÀNH CHO HỌC SINH ĐỘI TUYỂN CHÍNH THỨC
Câu 1 (2,5 điểm)
1 Năng lượng tính theo eV (1eV = 1,602 × 10-19J) của hệ gồm 1 hạt nhân và 1 eletron phụ
thuộc vào số lượng tử n (nguyên dương) theo biểu thức: E n 13, 6.Z22
nhau phát ra khi nguyên tử hiđro đó mất năng lượng?
b Một nguyên tử hiđro khi chuyển từ trạng thái kích thích ứng với n =5 về trạng thái ứng với n=2 phát ra ánh sáng màu xanh Một ion He+ (ZHe=2) khi chuyển từ trạng thái kích thích
ứng với n=a về trạng thái ứng với n=b sẽ phát ra ánh sáng màu xanh giống như vậy Tìm giá trị của a, b
Cho: Hằng số Plank h = 6,625×10-34J.s; Vận tốc ánh sáng trong chân không: c = 3×108m/s
2 Coban (Co) kết tinh dưới dạng lục phương chặt khít với
thông số mạng b = 0,408nm (như hình vẽ) Biết khối lượng
mol nguyên tử của coban là 58,933g.mol-1
a Xác định số nguyên tử coban có trong 1 ô mạng cơ sở
b Tính thông số a của ô mạng và bán kính nguyên tử coban
c Tính khối lượng riêng của nguyên tử coban (g/cm 3 )
1 Viết công thức các ion phức A và B Viết phương trình của các phản ứng tạo ra A và B
2 Ion phức A có phản ứng axit trong dung dịch nước (pKa = 3,95) Bazơ liên hợp của A dễ dàng bị đime hóa với cầu nối là ion hyđroxo tạo thành ion phức X có công thức là [Cr2(OH)2(H2O)8]a
Viết phản ứng phân li axit của A Xác định điện tích a của ion phức X và vẽ cấu trúc không gian của X
3 Phức ammin của Cr được nghiên cứu rộng rãi, ví dụ như phức C: triammintriclorocrom
(III) Thêm ion oxalat (-OCO-COO-; viết tắt "ox") vào dung dịch C thì một phối tử "ox" hai càng thay thế cho một phối tử Cl- và một phối tử NH3 tạo thành ion phức D
Trang 22
Viết công thức của phức C và ion phức D Vẽ các đồng phân lập thể của C và D (sử dụng kí hiệu cho phối tử oxalat là: O O ) Chỉ ra cặp đối quang trong các đồng phân lập thể của C và D
Câu 4 (2,5 điểm)
1 Thêm 0,58mol NH3 vào 1lít dung dịch A gồm: CH3COOH 0,1M, HCOOH 0,2M và H2SO4
0,01M, thu được dung dịch B
1 Tính thành phần cân bằng của dung dịch X
2 Tính thế của điện cực Pt nhúng vào dung dịch X
3 Thiết lập sơ đồ pin, tính sức điện động của pin điện được ghép bởi điện cực Pt nhúng
vào dung dịch X và điện cực calomen bão hòa Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động
Cho E o Fe3 + /Fe2 + =0,77V ; 2
4 / 1,51
o MnO Mn
E − + = V ; E o Hg2Cl2/ 2Hg, 2Cl− =0,244V; E o Br2/ 2Br− =1,085V
4
2 ( ) 10
=2,66×104 Coi entropi và entanpi không phụ thuộc vào nhiệt độ, tìm ΔHo và ΔSo của phản ứng (*)
2 Nạp vào bình phản ứng có thể tích không đổi 1mol CH4 và 1mol H2O rồi nâng nhiệt độ lên 1100K Khi hệ phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì thấy áp suất trong bình phản ứng là 1,6atm Tính hiệu suất chuyển hóa của CH4
3 Nạp vào bình phản ứng có thể tích không đổi 1mol CH4 và 1mol H2O ở 400K thì thấy áp suất ban đầu (khi chưa xuất hiện H2) là 1,6atm Sau đó nâng nhiệt độ của bình lên 1100K Tính áp suất của mỗi khí trong bình khi hệ phản ứng đạt trạng thái cân bằng
Câu 7 (2,5 điểm)
Nhiệt phân hoàn toàn chất rắn tinh thể không màu X ở 450oC thu được hỗn hợp A gồm
3 chất ở trạng thái khí và hơi có tỉ khối hơi so với hiđrô là 40,625 Khi làm lạnh nhanh hỗn hợp
A tới 150oC thì được một chất lỏng và một hỗn hợp khí B có tỉ khối hơi so với hiđrô là 20,67; thể tích hỗn hợp A đo ở 450oC gấp 2,279 lần thể tích hỗn hợp B đo ở 150oC Làm lạnh hỗn hợp B tới 30oC, sau đó cho B qua dung dịch kiềm dư thì chỉ còn lại một khí D không màu, không cháy nhưng duy trì sự cháy, có tỉ khối hơi so với hiđrô là 16; thể tích hỗn hợp B đo ở
150oC gấp 4,188 lần thể tích khí D đo ở 30oC Biết các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện
áp suất
1 Xác định công thức phân tử của X
2 Viết phương trình các phản ứng xảy ra
3 Viết phương trình phản ứng xảy ra khi đun nóng X ở 350oC
Trang 3Câu 8: (1,5 điểm)
Cây xanh sử dụng ánh sáng mặt trời có bước sóng 600 nm để chuyển hóa nước và CO2 trong không khí thành glucozơ (C6H12O6) và oxy
1 Tại sao quá trình quang hợp ở cây xanh chỉ xảy ra ở khoảng nhiệt độ tương đối hẹp?
2 Chỉ ra rằng quá trình tổng hợp glucozơ của cây xanh không thể thiếu ánh sáng mặt trời
ánh sáng mặt trời Ước lượng gần đúng khối lượng CO2 (theo đơn vị tấn) trong khí quyển được cây xanh loại bỏ hàng năm
Cho: Bảng số liệu nhiệt động ở áp suất tiêu chuẩn 1 bar, nhiệt độ 25oC:
1) Xác định trạng thái lai hóa của các nguyên tố khác flo trong các hợp chất trên
2) Cho biết hình dạng phân tử của các hợp chất trên, dự đoán phân tử có cực (μ ≠ 0) hay
không?
Cho: Asen (As: Z=33); Selen (Se: Z=34); Kripton (Kr: Z=36)
Câu 10: (1 điểm)
Gần đây đã có báo cáo về việc tổng hợp thành công một nguyên tố phóng xạ mới có tên là
bohri (Bh) bằng cách bắn phá các nguyên tử berkeli-249 với các nguyên tử neon-22 được gia tốc để tạo ra bohiri-267
1) Viết phương trình phản ứng hạt nhân tạo ra bohiri-267
2) Chu kì bán hủy của 267 là 15,00 giây Nếu ban đầu tạo ra được 199 nguyên tử
bohiri-267, thì sau bao lâu sẽ chỉ còn lại 11 nguyên tử? Tính hoạt độ phóng xạ của mẫu tại thời điểm ban đầu theo đơn vị Bq
3) Viết cấu hình electron của bohiri (Chỉ viết các lớp ngoài cùng, cấu hình các lớp trước được
kí hiệu bằng kí hiệu của khí hiếm đứng trước gần nhất đặt trong dấu ngoặc vuông [ ])
Cho: Neon (Ne: Z=10); Radon (Rn: Z=86); Berkeli (Bk: Z=97)
Cho biết: Nguyên tử khối: H=1; O=16; S=32; C=12; N=14; Cl=35,5; F=19; Br=80;I=127;
Al=27; Fe=56; Cu=64; Ca=40; Ba=137; Mg=24; Sr=88; Mn=55; K=39; Na=23; Ag=108;
Hg=201; Li=7;
-Hết -
Họ và tên thí sinh: Số báo danh
Trang 41
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
DÀNH CHO HỌC SINH ĐỘI TUYỂN CHÍNH THỨ
a Có thể áp dụng nguyên lý trạng thái ổn định cho Cl và ClO vì chúng là các gốc tự do
rất hoạt động có khả năng phản ứng cao nên tốc độ tạo ra gốc tự do xấp xỉ với tốc độ
biến đổi (phân hủy) của gốc tự do, vì vậy nồng độ gốc tự do ít thay đổi
Trang 50,25
0,5 Câu 3 (2,0 điểm)
Trang 60, 26
0,132
0, 32
0,162
− +
Tính tương tự cho các dạng H2Y2-, H3Y-, H4Y cho kết quả như sau:
[HY3-] > [Y4-] >> [H2Y2-], [H3Y-], [H4Y] vậy dạng tồn tại chủ yếu là HY3-, Y
4-Cân bằng trong dung dịch như sau:
MgY2- Mg2+ + Y4- -1 = 10-8,7 (**)
[ ] 0,01-x x
0,25
0,5
Trang 7Ta có: [HY3-] + [Y4-] = x; thay (*) vào được: 8,91 [Y4-] + [Y4-] = x
→ [Y4-] = 0,1.x
Từ (**) ta có:
8,7 2
M C
M
200
2.50
;05,0200
2,0.50
;02,0200
04,0.100
4 2 2
025,0lg2
0592,0085,1][
][lg2
0592,0
2 2
2 0
2 / 2
2
V Br
Br E
0,25
0,25
3 Vì thế của điện cực Pt nhúng vào dung dịch X = 1,115V > Ecal= 0,244V
Nên: + Điện cực Pt là điện cực dương
+ Điện cực calomen là cực âm
Sơ đồ pin như sau :
(-) (Pt) Hg, Hg2Cl2 KCl bão hòa dung dịch X Pt (+)
Phản ứng xảy ra khi pin hoạt động :
Trang 8o o
1
) a 1 ( 2
a
) a 1 ( 2
V Theo đề bài : VB (ở 150oC) = 4,188
2
O
V (ở 30oC); cùng điều kiện áp suất
0,25
Trang 9V Theo đề bài : VA (ở 450oC) = 2,279.VB (ở 150oC); cùng điều kiện áp suất
b Hg(NO3)2 ⎯450⎯ →⎯oC
Hg + 2NO2 + O22NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O
0,25 0,25
1 Quá trình quang hợp ở cây xanh là một chuỗi các phản ứng hóa sinh phức tạp mà hầu
hết đều cần đến các enzyme làm xúc tác Các enzyme thông thường chỉ hoạt động được
trong một khoảng nhiệt độ hẹp nên quá trình quang hợp cũng chỉ xảy ra trong một
Do quá trình quang hợp chỉ xảy ra trong một khoảng nhiệt độ hẹp nên ta có thể coi giá
trị ΔH và ΔS không phụ thuộc vào nhiệt độ Vì ΔH dương và ΔS âm, ΔG = ΔH - TΔS <
0 với mọi T, phản ứng không tự diễn biến ở mọi nhiệt độ, tức là phản ứng này muốn xảy
ra thì cần có năng lượng bên ngoài cung cấp, nói cách khác cây xanh không thể thiếu
ánh sáng mặt trời!
0,5
3 Ở 25oC: ∆Gopư = 2878,9 kJ/mol = 4,78 × 10-18 J/ phân tử glucozơ
Năng lượng cung cấp bởi 1 photon: E = hv/λ = 3,31 × 10-19 J/photon
Số photon cần cho phản ứng tạo ra 1 phân tử glucozơ: 14,4 photon Nói chung, vì
photon là lượng tử năng lượng nên số photon tối thiểu là 15 photon
0,5
4 số mol CO2 = 7,08 × 1015 mol hay khối lượng CO2 = 3,12 × 1017 g = 3,12 × 1011 tấn
0,25
Trang 11chóp đáy vuông, có cực
lưỡng tháp tam giác, không cực
tam giác phẳng, không cực
- Tổng điểm của toàn bài là 20 điểm, không làm tròn
- Các cách làm khác đúng đáp số, đúng bản chất vẫn cho điểm tối đa
Trang 12TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
DÀNH CHO HỌC SINH ĐỘI TUYỂN CHÍNH THỨC
2 Xét quá trình quay quanh trục C – N sau đây trong các amit:
a Năng lượng quan sát được của quá trình này là 20 kcal/mol Giải thích
b Đối với N,N-dimetylfomamit (DMF) thì các tính toán xác định năng lượng trong pha khí cho kết
quả là 19,4 kcal/mol thấp hơn 1,5 kcal/mol nếu tiến hành xác định trong dung dịch Giải thích
3 So sánh tính axit trong các dãy sau:
a) Penta-2,4-đion (I) và etanol (II)
b) Axit -bromvaleric (III) và axit 4-brombixiclo[2.2.2]octancacboxylic (IV)
c) Axit: benzoic, phenyletanoic, 3-phenylpropanoic, xiclohexyletanoic, 1-metylxiclohexan-cacboxylic
humulen thu được axit 3,3-đimetylbutanđioic, axit 3-oxobutanoic và axit 4-oxopentanoic
a Xác định công thức và gọi tên theo danh pháp IUPAC của humulen biết humulen có cấu hình toàn E
phân cấu hình nào (không xét sự chuyển vị)
Câu II (4,0 điểm)
1 Cho sơ đồ chuyển hóa :
a) Biểu diễn cấu tạo của X, Y, Z
b) Biểu diễn 1 cấu trúc của Y và cho biết cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon bất đối
2 Thành phần chính của dầu thông là α-pinen (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1]hept-2-en)
a) Cho α-pinen tác dụng với axit HCl được hợp chất A, sau đó cho A tác dụng với KOH/ancol thu được hợp chất camphen (B) Viết cơ chế phản ứng chuyển hóa α-pinen thành A và A thành B Trong môi trường axit, B quang hoạt chuyển hóa thành B raxemic Giải thích hiện tượng này
b) Viết sơ đồ các phản ứng tổng hợp B từ xiclopentađien và acrolein cùng các hóa chất cần thiết khác
d)
Trang 133 Cho cis-1-xiclohexylpropen tác dụng với axit peaxetic thu được hợp chất A, xử lý A với dung dịch
kiềm được B
a) Viết cơ chế phản ứng và hóa lập thể của hợp chất B
b) Cần sử dụng tác nhân nào để nhận được hợp chất B từ trans-1-xiclohexylpropen?
c) Thủy phân A trong dung dịch axit clohiđric Trình bày cơ chế phản ứng và hóa lập thể của sản phẩm thu được, giả thiết phản ứng chỉ xảy ra theo cơ chế thuận lợi nhất
4
a Từ toluen, axetilen và các chất vô cơ cần thiết, đề nghị sơ đồ tổng hợp 3-in-2,5-điol
2,5-đimetyl-1,6-điphenylhex-b Người ta điều chế quinolin bằng phản ứng Skraup từ anilin, glixerol và nitrobenzen Đề nghị một cơ
chế liên quan đến phản ứng cộng Michael của anilin vào ,-anđehit chưa no, đóng vòng, sau đó đehiđrat hóa và oxi hóa để tổng hợp quinolin
quinolin
c Từ xiclohexanon và các chất hữu cơ không chứa quá 6 cacbon, đề nghị con đường tổng hợp chất sau:
Câu III: ( 4 điểm)
1 Sabinen là một tecpen tạo vị cay cho hạt tiêu đen có tên IUPAC là
4-metylen-1-(1-metyletyl)bixyclo[3.1.0]hexan
a Biểu diễn các đồng phân cấu hình của sabinen (ghi rõ cấu hình)
nóng làm xúc tác Biểu diễn cấu dạng bền của các sản phẩm sinh ra
2 Sabinen dùng trong công nghiệp thực phẩm được tổng hợp theo sơ đồ sau:
a Xác định cấu tạo và tên gọi theo danh pháp IUPAC của A, B, C, D
b Viết sơ đồ tổng hợp chất đầu từ nguyên liệu chính là metyl vinyl xeton và isobutyrandehit
Cho A tác dụng với [(CH3)3SO]+I- trong môi trường bazơ thu được E (C10H16O) Hidro hóa E bằng
LiAlH4 rồi thủy phân sinh ra F (C10H18O) Đề hidrat hóa F thu được thujen Thujen là một tecpen tìm
thấy trong cây húng, có cấu tạo rất giống sabinen Trong môi trường axit, thujen có thể đồng phân hóa thành 4 terpinen khác nhau (α, β, γ, δ) Hidro hóa 4 terpinen đều thu được sản phẩm duy nhất là 1-isopropyl-4-metylxyclohexan
3 Xác định cấu tạo của E, F, thujen và 4 terpinen
4 Cho biết cấu trúc và tên gọi của những hợp chất hữu cơ còn thiếu trong chuỗi phản ứng sau:
a
Trang 14b
Trong đó A, B là các đồng phân dia của nhau; D, E cũng là các đồng phân dia của nhau C, F là các đồng phân hình học của nhau
Ts là kí hiệu của nhóm tosyl (p-toluensulfonyl), DMSO là dimetyl sulfoxit, t-Bu là tert-butyl
CÂU IV (4,0 điểm)
Phản ứng chuyển vị đồng bộ là các phản ứng chuyển vị không đi qua các tiểu phân trung gian mang
điện như cacbocation hay cacbanion, mà xảy ra thông qua sự sắp xếp và dịch chuyển tức thời của các
cặp electron liên kết Dưới đây đề cập đến một số phản ứng chuyển vị đồng bộ nổi tiếng:
1 a Chuyển vị Claisen được phát hiện năm 1912 Khi đun nóng phenyl vinyl ete, người ta thu được
1-anllylphenol Dùng mũi tên cong, viết cơ chế cho phản ứng trên
b Dưới đây là một giai đoạn tổng hợp phỏng sinh học hợp chất 1-O-metylforbesion:
Dùng mũi tên cong, làm rõ quá trình chuyển hóa của giai đoạn tổng hợp trên
2 a Chuyển vị Cope được phát hiện ra khi đun nóng 3-metyl-1,5-hexađien ở 300°C thu được
(E)-1,5-heptađien Dùng mũi tên cong, viết cơ chế cho phản ứng
b Trong quá trình tổng hợp lập thể morphin, người ta thực hiện chuyển vị Cope với chất Y (hình bên)
Hãy dự đoán cấu trúc của sản phẩm thu được
3 a Khi đun nóng anlyl axetoaxetat trong môi trường bazo, người ta thu
được hex-5-en-2-on Quá trình này được gọi là chuyển vị Carroll Viết cơ chế cho quá trình trên
b Dưới đây là sơ đồ tổng hợp kháng sinh 4-epi-axetomycin:
- Xác định cấu tạo của A, B
- Tổng hợp chất đầu từ các hợp chất hữu cơ chứa không quá 2 nguyên tử C
khử hóa, fanezol tạo ra cho axeton, 2-hiđroxyetanal và 4-oxopentanal
a Xác định cấu tạo và gọi tên theo danh pháp IUPAC của fanezol
b Xác định cấu tạo của các chất chưa rõ trong sơ đồ tổng hợp fanezol dưới đây:
Trang 15CÂU V (4,0 điểm)
1 Chất A tan trong nước tạo thành một dung dịch sẫm màu chứa ion K+, khi pha loãng thu được dung
dịch màu tím hồng A là chất oxi hóa mạnh, nhất là trong môi trường axit Nếu đun nóng A ở trạng thái rắn thu được 3 sản phẩm A1, A2, A3 đều là các chất oxi hóa mạnh Nếu cho dung dịch của A1 (có màu lục) tác dụng với khí clo thì lại thu được chất A Nếu đun nóng chất A2 với dung dịch H2SO4 đặc sẽ thu
được dung dịch có màu hồng và có khí A3 bay lên
ra
để khi chiết 25,0 ml dung dịch chứa 9 mg X thì sau lần chiết đầu tiên đã có 90% X bị chiết?
b Cần tiến hành bao nhiêu lần chiết, nếu mỗi lần chiết dùng 10 ml benzen để có thể chiết được 90% X
a Trình bày vắn tắt cách xác định pH của các dung dịch và cho biết chất chỉ thị nào sau đây tốt nhất sử
dụng để phân biệt các dung dịch đó Nêu rõ hiện tượng xảy ra?
(1) Metyl dacam (khoảng chuyển màu từ 3,1 - 4,4: pH 3,1 màu đỏ; pH 4,4 màu vàng)
(2) Metyl đỏ (khoảng chuyển màu 4,4-6,2; pH < 4,4 màu đỏ; pH > 6,2 màu vàng);
(3) Quỳ (khoảng chuyển màu 5,0-8,0; pH < 5,0 màu đỏ; pH > 8,0 màu xanh);
(4) Phenolphtalein (khoảng chuyển màu 8,2 - 10,0; pH < 8,2 không màu; pH > 10 màu đỏ)
quỳ tím, thu được dung dịch X
Viết phương trình phản ứng xảy ra và cho biết sự thay đổi màu sắc của dung dịch
Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14
Xác định pH của dung dịch thu được
Cho biết: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32; pKw = 14
Cr2O72- + H2O 2HCrO4- có K = 10-1,64;
HCrO4- H+ + CrO42- có Ka = 10-6,5
Tích số tan của BaCrO4 là KS = 10-9,93
