Ở nhiệt độ cao, NO phản ứng với H2 tạo thành N2O như sau: 2 NOk + H2k →N2Ok + H2Ok những áp suất ban đầu khác nhau của NO và H2, kết quả thu được ở bảng sau: PNO Xác định biểu thức của
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TỈNH NINH BÌNH
HDC ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2020 - 2021 MÔN: HÓA HỌC
HDC gồm 6 trang
Câu 1 (4,0 điểm).
1 Đốt cháy kim loại Mg với hỗn hợp khí gồm clo và oxi, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp Y
gồm oxit và muối clorua (không còn kim loại dư) Hòa tan Y bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được dung dịch Z Cho AgNO3 dư vào dung dịch Z Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
2 Viết các phương trình hóa học sau:
a HOOC-CH2-COOH + NaHCO3 dư b CH3COOC2H5 + NaOH/t 0
c CH2=CHCOOH + Br2/CCl4 d CH3COOCH=CH2 Polime
Câu 2 (2,0 điểm).
1 Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (mô hình VSEPR), dự đoán dạng
2 Năng lượng phá vỡ liên kết Cl-Cl của phân tử Cl2 là 243 kJ/mol (có thể sử dụng dưới dạng quang năng) Hãy tính bước sóng của photon cần sử dụng để tách một phân tử Cl2 thành hai nguyên tử Cho hằng số Plank h = 6,625.10-34J/s; NA = 6,022.1023; c = 3.108 m/s
Câu 3 (2,0 điểm).
Ngày nay, để sản xuất clo từ hiđro clorua, người ta sử dụng phản ứng:
O2 (k) + 4 HCl (k) 2 Cl2 (k) + 2 H2O (k)
Cho bảng số liệu nhiệt động (coi như không phụ thuộc vào nhiệt độ).
1 Hãy tính ΔH0 và ΔS0 của phản ứng
2 Tại nhiệt độ cố định Tx, cho vào bình phản ứng 2,2 mol oxi và 2,5 mol hiđro clorua Khi hệ đạt cân bằng thì bình phản ứng chứa lượng oxi gấp đôi hiđro clorua; áp suất trong bình là 0,5 atm Tính hằng số cân bằng Kp
3 Tính giá trị nhiệt độ Tx.
Câu 4 (2,0 điểm).
1 Ở nhiệt độ cao, NO phản ứng với H2 tạo thành N2O như sau:
2 NO(k) + H2(k) →N2O(k) + H2O(k)
những áp suất ban đầu khác nhau của NO và H2, kết quả thu được ở bảng sau:
PNO
Xác định biểu thức của định luật tốc độ thực nghiệm và tính hằng số tốc độ phản ứng (đơn vị thích hợp theo torr và giây)
2 Phòng thí nghiệm có mẫu chứa Au198 phóng xạ với cường độ 4,0 mCi/1 gam mẫu Sau 48 giờ, người ta hòa tan hoàn toàn 1 gam mẫu vào bằng một loại dung môi không có tính phóng xạ để được
t1/2 = 2,7 ngày đêm, sự phóng xạ không làm thay đổi tổng khối lượng mẫu
Câu 5 (2,0 điểm).
Trang 21 Ion glyxinat, H2N–CH2–COO –, là một phối tử hai càng, tạo phức
trisglyxinato Crom(III)
Lưu ý rằng các nguyên tử oxi và nitơ của cùng một phối tử chỉ có thể
liên kết ở các vị trí cạnh nhau trong cấu hình bát diện (hình bên)
a Biểu diễn các đồng phân cấu trúc của phức trên.
b Một phức chất đơn nhân khác của crom có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố
như sau: 19,5% Cr; 40,0% Cl, 4,5% H và 36,0% O Hòa tan 0,533 gam phức vào 100 ml nước và thêm tiếp 10 ml dung dịch HNO3 2M Thêm lượng dư dung dịch bạc nitrat Lọc, rửa kết tủa và đem sấy khô thu được 0,287 gam chất rắn Mặt khác đun nóng 1,066 gam phức ở 100°C thấy thoát ra 0,144 gam nước (Cho Cr = 52; H = 1; Cl = 35,5; O = 16)
Hãy vẽ tất cả các đồng phân lập thể của phức trên
2 Để định lượng Pb trong mẫu thực phẩm, ta tiến hành cân 5,000 gam mẫu, hoà tan thành dung
dịch, sau đó tiến hành tạo phức với thuốc thử dithizon, dạng phức Pb – dithizon tan trong CHCl3 Tiến hành chiết bằng CHCl3 rồi định mức dung dịch chiết thành 25 ml Hai dung dịch chuẩn C1, C2 được pha tương tự như dung dịch mẫu Đo mật độ quang ở = 545 nm, A = .l.(Cđo-Cso sánh) với các cặp dung dịch thu được kết quả như sau:
Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của Pb trong mẫu thực phẩm trên
Câu 6 (2,0 điểm).
1 Dung dịch X được pha trộn từ dung dịch AgNO3 0,002M và dung dịch Na2S2O3 0,2M cùng thể tích Viết phương trình phản ứng tạo phức và tính [Ag+] trong dung dịch X
2 Viết phương trình các nửa phản ứng điện cực và phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.
3 Tính tích số tan Ks của AgCl.
4 Thay Na2S2O3 bằng KCN cùng nồng độ thì Epin sẽ thay đổi như thế nào?
Câu 7 (2,0 điểm).
1 Xác định các chất A, B, C, D trong dãy chuyển hóa sau:
2 Bupivacain (C18H28N2O) là amit của axit 1-butylpiperiđin-2-cacboxylic với 2,6-đimetylanilin ở dạng S được dùng làm thuốc gây tê cục bộ
Sơ đồ tổng hợp (S)-bupivacain từ 2-metylpiriđin như sau:
a Xác định nguyên tử cacbon bất đối và so sánh tính bazơ của hai nguyên tử Nitơ (không cần
giải thích) trong (S)-Bupivacain.
b Xác định cấu tạo các chất E, F, G, H trong sơ đồ trên.
Câu 8 (4,0 điểm).
Trang 31 Viết cơ chế phản ứng sau:
2 Từ buta-1,3-đien và anhiđrit maleic (sản phẩm tách nước nội phân tử của axit cis-butenđioic),
hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng tổng hợp axit xiclohexan-1,2-đicacboxylic Xác định cấu hình cis - trans của sản phẩm và biểu diễn bằng công thức lập thể
3 Chất hữu cơ A (C4H8O3) quang hoạt, tan tốt trong nước cho môi trường axit Khi đun nóng
nhẹ, A sinh ra chất B (C4H6O2) là sản phẩm chính B không quang hoạt, tan được trong nước cho môi trường axit A bị oxi hóa bởi dung dịch H2CrO4 loãng, nóng thu được chất lỏng dễ bay hơi C
(C3H6O) A, C đều cho sản phẩm kết tủa màu vàng với I2/dung dịch NaOH
Lập luận để xác định cấu trúc của A, B, C Viết các phương trình hóa học minh họa.
4 Xác định công thức cấu tạo của các chất X, Y, Z biết:
X + HCl(đặc) → Z (1-clo-4 (1-clo-1-metyl etyl) 1-metylxiclohexan.
-Hết -Câu 1 (4,0 điểm).
Trang 41 Đốt cháy kim loại Mg với hỗn hợp khí gồm clo và oxi, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp Y
gồm oxit và muối clorua (không còn kim loại dư) Hòa tan Y bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được dung dịch Z Cho AgNO3 dư vào dung dịch Z Viết các phương trình phản ứng xảy ra
2 Viết các phương trình hóa học sau:
a HOOC-CH2-COOH + NaHCO3 dư b CH3COOC2H5 + NaOH/t O
c CH 2 =CHCOOH + Br 2 /CCl 4 d CH 3 COOCH=CH 2 Polime.
1.
2Mg + O2 2MgO
MgO + 2HCl MgCl2 + H2O
MgCl2 + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2AgCl
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
2.
CH3COOC2H5 + NaOH CH3-COONa + C2H5OH
CH2=CHCOOH + Br2 CH2Br-CHBrCOOH
CH3COOCH=CH2 (-CH2-CH(OOCCH3)-)n
0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ
Câu 2 (2,0 điểm).
1 Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (mô hình VSEPR), dự đoán dạng
2 Năng lượng phá vỡ liên kết Cl-Cl của phân tử Cl2 là 243 kJ/mol (có thể sử dụng dưới dạng quang năng) Hãy tính bước sóng của photon cần sử dụng để tách một phân tử Cl2 thành hai nguyên tử Cho hằng số Plank h = 6,625.10-34J/s; NA = 6,022.1023; c = 3.108 m/s
1.
BeH2: dạng AL2, phân tử có dạng đường thẳng
BCl3: dạng AL3, phân tử hình tam giác đều
SiF62-: dạng AL6E0 Ion có dạng bát diện đều
0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ
2.
(J)
(m) = 492,5 (nm).
0,5đ 0,5đ
Câu 3 (2,0 điểm).
Ngày nay, để sản xuất clo từ hiđro clorua, người ta sử dụng phản ứng:
Trang 5Cho bảng số liệu nhiệt động (coi như không phụ thuộc vào nhiệt độ).
1 Hãy tính ΔHo và ΔSo của phản ứng
2 Tại nhiệt độ cố định Tx, cho vào bình phản ứng 2,2 mol oxi và 2,5 mol hiđro clorua Khi hệ đạt cân bằng thì bình phản ứng chứa lượng oxi gấp đôi hiđro clorua; áp suất trong bình là 0,5 atm Tính hằng số cân bằng Kp
3 Tính giá trị nhiệt độ Tx.
1 1 ΔHΔSo = 188,7 2 + 223 2 - 205 – 4 186,8 = -128,8 J/mol.Ko = 2 (-241,8) – 4 (-92,3) = -114,4 kJ/mol. 0,5đ0,5đ
2.
O2 (k) + 4 HCl (k) 2 Cl2 (k) + 2 H2O (k)
0,25đ
→ -9,087T = -114400 + 128,8T → T = 829,7 (K)
0,25đ 0,25đ
Câu 4 (2,0 điểm).
2 NO (k) + H2 (k) → N2O (k) + H2O (k)
Trang 6Để nghiên cứu động học của phản ứng trên ở 8200C, người ta đo tốc độ ban đầu của phản ứng ở những áp suất ban đầu khác nhau của NO và H2, kết quả thu được ở bảng sau:
PNO
Xác định biểu thức của định luật tốc độ thực nghiệm và tính hằng số tốc độ phản ứng (đơn vị thích hợp theo torr và giây)
2 Phòng thí nghiệm có mẫu chứa Au198 phóng xạ với cường độ 4,0 mCi/1 gam mẫu Sau 48 giờ, người ta hòa tan hoàn toàn 1 gam mẫu vào bằng một loại dung môi không có tính phóng xạ để được
t1/2 = 2,7 ngày đêm, sự phóng xạ không làm thay đổi tổng khối lượng mẫu
1.
Biểu thức của định luật tốc độ của phản ứng có dạng:
0,25đ 0,25đ
0,25đ
0,25đ
2.
t = 48 h = 2 ngày đêm
k =(1/t) ln N0/N
Sau 48 giờ độ phóng xạ của mẫu ban đầu còn là: 0,598 4 = 2,392 (mCi) …
Số gam dung môi trơ cần dùng: (2,392 : 0,5) – 1,0 = 3,784 (g) hoặc 3,787 (g)
0,25đ 0,25đ 0,25đ 0,25đ
Câu 5 (2,0 điểm).
Trang 71 Ion glyxinat, H2N–CH2–COO –, là một phối tử hai càng, tạo phức
trisglyxinato Crom(III)
Lưu ý rằng các nguyên tử oxi và nitơ của cùng một phối tử chỉ có thể
liên kết ở các vị trí cạnh nhau trong cấu hình bát diện (hình bên)
a Biểu diễn các đồng phân cấu trúc của phức trên.
b Một phức chất đơn nhân khác của crom có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố
như sau: 19,5% Cr; 40,0% Cl, 4,5% H và 36,0% O Hòa tan 0,533 gam phức vào 100 ml nước và thêm tiếp 10 ml dung dịch HNO3 2M Thêm lượng dư dung dịch bạc nitrat Lọc, rửa kết tủa và đem sấy khô thu được 0,287 gam chất rắn Mặt khác đun nóng 1,066 gam phức ở 100°C thấy thoát ra 0,144 gam nước (Cho Cr = 52; H = 1; Cl = 35,5; O = 16)
Hãy vẽ tất cả các đồng phân lập thể của phức trên
2 Để định lượng Pb trong mẫu thực phẩm, ta tiến hành cân 5,000 gam mẫu, hoà tan thành dung
dịch, sau đó tiến hành tạo phức với thuốc thử dithizon, dạng phức Pb – dithizon tan trong CHCl3 Tiến hành chiết bằng CHCl3 rồi định mức dung dịch chiết thành 25 ml Hai dung dịch chuẩn C1, C2
cặp dung dịch thu được kết quả như sau:
Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của Pb trong mẫu thực phẩm trên
1.
0,5 đ
b Gọi CTPT của phức là CrxClyHzOt Có:
→ CTPT của phức là CrCl3(H2O)6 (M = 266,5)
Thí nghiệm 1: Làm kết tủa Cl- ở cầu ngoại
CrCl3(H2O)6 + nAg+ nAgCl +
2,00.10 –3 n 2,00.10 –3
Có: nAgCl = n 2,00.10 –3 = 2,00.10 –3 → n = 1
Thí nghiệm 2: Làm bay hơi nước ở cầu ngoại
CrCl3(H2O)6 m H2O +
Có: nH2O = 4.10 –3m = 8.10 –3 → m = 2
Công thức của phức là [Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl.2H 2 O
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
2.
0,25 0,25
Câu 6 (2,0 điểm).
Trang 8Cho pin: (-) Ag | dung dịch X || HCl 0,05M | AgCl, Ag (+) Epin = 0,345 (V).
1 Dung dịch X được pha trộn từ dung dịch AgNO3 0,002M và dung dịch Na2S2O3 0,2M cùng thể tích Viết phương trình phản ứng tạo phức và tính [Ag+] trong dung dịch X
2 Viết phương trình các nửa phản ứng điện cực và phản ứng xảy ra khi pin hoạt động.
3 Tính tích số tan Ks của AgCl.
4 Thay Na2S2O3 bằng KCN cùng nồng độ thì Epin sẽ thay đổi như thế nào?
[Ag(CN)2]- lgβC= 21
1.
Ag+ + 2S2O32- [Ag(S2O3)2]3- βS = 1013.46
………
=1013.46 [Ag+] = 10-14,44 (M)
0,25đ
0,25đ
2.
Khi pin hoạt động:
Catot(+): AgCl + e Ag + Cl-
………
-0,25đ 0,25đ
3.
Epin = Ecatot – Eanot = 0,345(V)
→ Ecatot = 0,345-0,056 = 0,289 (V) ………
Nồng độ Ag+ ở cực phải:
→ [Ag+]p = 10-8,61 → KsAgCl = [Ag+][Cl-] = 10-8,61.0,05 = 10-9,91
0,25đ
0,25đ
4.
Thay KCN cho Na2S2O3:
[Ag(S2O3)2]3- Ag+ + 2S2O32- βS-1 = 10-13.46
→ Eanot giảm Ecatot không đổi → Epin = ( E catot – E anot ) tăng
0,25đ 0,25đ
Câu 7 (2,0 điểm).
1 Xác định các chất A, B, C, D trong dãy chuyển hóa sau:
2 Bupivacain (C18H28N2O) là amit của axit 1-butylpiperiđin-2-cacboxylic với 2,6-đimetylanilin ở dạng S được dùng làm thuốc gây tê cục bộ
Sơ đồ tổng hợp (S)-bupivacain từ 2-metylpiriđin như sau:
Trang 9a Xác định nguyên tử cacbon bất đối và so sánh tính bazơ của hai nguyên tử Nitơ (không cần
giải thích) trong (S)-Bupivacain.
b Xác định cấu tạo các chất E, F, G, H trong sơ đồ trên.
1
.
0,25đ x4
2
a Nguyên tử N bên trái có tính bazơ mạnh hơn
0,25đ x2
b.
0,5đ
Câu 8 (4,0 điểm).
1 Viết cơ chế phản ứng sau:
2 Từ buta-1,3-đien và anhiđrit maleic (sản phẩm tách nước nội phân tử của axit cis-butenđioic),
hãy viết phương trình hóa học của các phản ứng tổng hợp axit xiclohexan-1,2-đicacboxylic Xác định cấu hình cis - trans của sản phẩm và biểu diễn bằng công thức lập thể
3 Chất hữu cơ A (C4H8O3) quang hoạt, tan tốt trong nước cho môi trường axit Khi đun nóng
nhẹ, A sinh ra chất B (C4H6O2) là sản phẩm chính B không quang hoạt, tan được trong nước cho môi trường axit A bị oxi hóa bởi dung dịch H2CrO4 loãng, nóng thu được chất lỏng dễ bay hơi C
(C3H6O) A, C đều cho sản phẩm kết tủa màu vàng với I2/dung dịch NaOH
Lập luận để xác định cấu trúc của A, B, C Viết các phương trình hóa học minh họa.
4 Xác định công thức cấu tạo của các chất X, Y, Z biết:
X + HCl(đặc) → Z (1-clo-4 (1-clo-1-metyl etyl) 1-metylxiclohexan.
Trang 10Ý Nội dung Điểm
1
.
0,5đ x2
2
.
Phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp:
CO CO
O
CO CO
O
………
+ CO
CO
COOH
COOH
………
COOH COOH
- Anhiđrit maleic ở dạng cis sản phẩm có cấu hình cis
COOH H H COOH
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
3
.
C (C3H6O) có phản ứng với I2/NaOH C có
CH3-CO-C là CH3-CO-CH3-CH3-CO-CO – CH3-CO-CH3 ………
A quang hoạt nên có C*
A có phản ứng iodofom nên A là CH3-CHOH-CH2-COOH ………
B tan H2O tạo môi trường axit B còn 1 - COOH;
Các β-hidroxiaxit khi đun nóng nhẹ sẽ dễ dàng tách nước ở Cα nên
B là CH3 –CH = CH – COOH ………
CH3-CO – CH3 + 3I2 + 4NaOH CH3-COONa + CHI3 + 3NaI + 3H2O
0,25đ
0,25đ
0,25đ 0,25đ
4
.
X có vòng no và có liên kết ete; X có bộ khung tương tự Z
X Z
Y(C10H20O2) X (C10H18O) do tách một H2O tạo ete;
0,25đ
0,25đ 0,25đ
0,25đ
