Sau khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng, thu được sản phẩm có khả năng tráng bạc.. Viết các công thức cấu tạo có thể có của X và gọi tên.. Viết phương trình hóa học của phản ứ
Trang 1SỞ GD-ĐT QUẢNG BÌNH
KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2012 - 2013
Môn thi: Hóa học – Vòng II HƯỚNG DẪN CHẤM Câu I (2,0 điểm):
1 X là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở, có công thức phân tử là C4H6O2 Sau khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng, thu được sản phẩm có khả năng tráng bạc Viết các công thức cấu tạo có thể có của X và gọi tên
2 Viết phương trình hóa học của phản ứng trong các trường hợp sau (chỉ xét sản phẩm chính):
a ClNH3CH2COOH + NaOH(dư) → b o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + NaOH(dư) →
c CH2=CH-COOH + HBr → d Caprolactam trïng hîp
Giải câu I (2,0 điểm):
I.1 (1.0 điểm):
Theo bài ra, sản phẩm thu được khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH có hợp chất chứa
nhóm –CHO hoặc muối fomat Vậy, các công thức cấu tạo có thể có của X là:
I.2 (1.0 điểm):
a ClNH3CH2COOH + 2NaOH → H2NCH2COONa + NaCl + 2H2O 0,25 điểm
b o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + 3NaOH → o-NaOOC-C6H4-ONa + CH3COONa + 2H2O 0,25 điểm
d
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
NH
CO
CH2 CH2 CH2
n
0,25 điểm
Câu II (2,5 điểm):
1 Các chất A, B, C, D mạch hở đều có cùng công thức phân tử C3H7O2N Ở điều kiện thường A, B là chất rắn, còn C và D là chất lỏng Khi phản ứng với hiđro trong điều kiện thích hợp, từ A thu được C3H9O2N, từ D thu
tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được muối của các α- amino axit Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất A, B, C, D Biết rằng trong các chất trên không có chất nào tham gia phản ứng tráng bạc Viết các phương phản ứng đã nêu trên
2 Trong thuốc lá có chất anabazin và một đồng phân cấu
tạo của nó là nicotin (rất độc) Ngoài ra người ta còn tổng
hợp được chất nicotirin có cấu tạo tương tự nicotin:
a Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho mỗi hợp chất
trên tác dụng với dung dịch HCl theo tỉ lệ mol 1:1
b Sắp xếp chúng theo trình tự tăng dần khả năng phản ứng đó Giải thích.
N N H
CH3 N
CH3 N
Anabazin Nicotin Nicotirin
Trang 2Giải câu II (2,5 i m): điểm): ểm):
II.1 (1.25 điểm):
A là C2H3COONH4 Amoni acrylat;
C là H2N-CH2-COOCH3 Metyl amino axetat;
C2H3COONH4 + H2
o
Ni,t
C2H5COONH4 ;
C2H3COONH4 + NaOH → C2H3COONa + NH3 + H2O
C2H3COONH4 + HCl → C2H3COOH + NH4Cl
II.2 (1.25 điểm):
NH
N
+ HCl
NH2Cl N
0,25 điểm
N
N
CH3
+ HCl
N
NHCl
CH3
0,25 điểm
N
N
CH3
+ HCl
NHCl
N
CH3
0,25 điểm
Trình tự tăng dần khả năng phản ứng trên là:
N
N
CH3
<
N
N
CH3
H
N
<
(1) < (2) vì +ICsp2<+ICsp3 ;
Câu III (1,75 điểm):
1 Xác định công thức cấu tạo các chất A, B, C, D, E trong sơ đồ chuyển hóa sau:
Trang 3(H 3 C) 2 C=CH 2
H2SO4 AH2 /Ni, t 0 , p B CuO, t0 C
OH
(H 3 C) 2 CCH 3
CH3
1) CH 3 MgBr 2) H 2 O H+ D
- H 2 O 1) O3 E
2) H 2 O/Zn
2 Đun hồi lưu hiđrocacbon Y với KMnO4 trong nước thu được 2 sản phẩm A và B A là muối của axit hữu cơ
tráng gương, không làm mất màu nước brom và có tỉ khối hơi so với không khí là 2
a Xác định công thức cấu tạo của A, B và Y.
b Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa Y với KMnO4
Giải câu III (1,75 i m): điểm): ểm):
III.1 (0,75 điểm):
A là B là
OH
(H3C)2CCH3
OH
C là: D là
O
(H3C)2CCH3 (H3C)2CCH3
CH 3
0,25 điểm
E là:
CH3-C-CH2-CH2-CH-CH2-CH=O
O (H3C)2CCH3
0,25 điểm III.2 (1,0 điểm)
Bảo toàn nguyên tố K ta có n =2nA K CO2 3= 2.1,38 = 0,02 mol
Vậy Y là
CH2 CH CH3
CH3
3
0,25 điểm Câu IV (2,0 điểm):
A là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở chứa C, H, O Cho một lượng chất A tác dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch KOH 2,4 M rồi cô cạn, được 105 gam chất rắn khan B và m gam ancol C Oxi hóa m gam ancol C bằng oxi (có xúc tác) được hỗn hợp X Chia X thành ba phần bằng nhau:
- Phần hai tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư, được 2,24 lít khí (đktc)
- Phần ba tác dụng với Na vừa đủ, thu được 4,48 lít khí (đktc) và 25,8 gam chất rắn khan
Trang 41 Xác định công thức cấu tạo của ancol C, biết đun nóng ancol C với H2SO4 đặc, ở 170oC được Anken.
2 Tính % số mol ancol C đã bị oxi hóa?
3 Xác định công thức cấu tạo của A?
Giải câu IV (2,0 điểm):
1 Xác định công thức cấu tạo ancol C:
Hợp chất hữu cơ đơn chức A chứa C, H, O tác dụng với dung dịch KOH cho ancol C, suy ra A là
este đơn chức Đun nóng ancol C với H2SO4 đặc ở 1700C được anken, chứng tỏ ancol C là ancol no
đơn chức, mạch hở và có số nguyên tử C lớn hơn hoặc bằng 2
Oxi hóa ancol C được sản phẩm tham gia phản ứng tráng gương, suy ra C là ancol bậc một Vậy A
Phản ứng của A với dung dịch KOH :
Phản ứng oxi hóa m gam ancol C :
2 R’CH2OH + O2 xt
R’CH2OH + O2 xt
* Phần một: R’CHO + 2[Ag(NH3)2]OH t 0 R’COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O (4)
y mol 2y mol
Số mol Ag = 2y = 21,6 : 108 = 0,2 y = 0,1 ( mol )
z mol z mol
Số mol CO2 = z = 2,24 : 22,4 = 0,1 (mol)
0,25 điểm
* Phần ba:
z mol z mol 0,5 z mol
2 R’CH2OH + 2 Na 2 R’CH2ONa + H2 ↑ (7)
x mol x mol 0,5x mol
2 H2O + 2 Na 2 NaOH + H2↑ (8)
(y + z) mol (y + z) mol 0,5(y + z) mol
Số mol H2: 0,5z + 0,5x + 0,5( y + z ) = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol ) x + y + 2z = 0,4 (*)
Chất rắn khan thu được sau phản ứng ở phần III gồm :
Số gam chất rắn khan : (R’+ 67) 0,1 + (R’ + 53) 0,1 + 40 0,2 = 25,8 (gam)
2 Tính phần trăm số mol C3H7OH bị oxi hóa :
Tổng số mol ancol đã bị oxi hóa: 3(y + z ) = 3 0,2 = 0,6 (mol)
Số mol C3H7OH có trong m gam là : 3(x + y + z) = 3 0,3 = 0,9 (mol)
3.Xác định công thức cấu tạo của A:
Theo (1): nKOH phản ứng = nmuối = nC = 0,9 (mol)
Trang 5Chất rắn khan B gồm: 0,9 (mol) RCOOK và 0,3 (mol) KOH dư
Khối lượng chất rắn khan B: ( R + 83 ) 0,9 + 56 0,3 = 105
Câu V (1,75 điểm):
1 Sinh nhiệt của một chất ở điều kiện chuẩn (kí hiệu là ΔHH0
sn ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hình thành 1 mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn
Cho: C(than chì) → C(k) ΔHH0
thăng hoa = 717 KJ/mol; EH - H = 432KJ/mol; EC - C = 347 KJ/mol; EC - H = 411 KJ/mol;
ΔHH0
sn (H2O lỏng) = - 285,8 KJ/mol; ΔHH0
sn (CO2) = - 393,5 KJ/mol
a Tính ΔHH0
sn của ankan tổng quát CnH2n+2 theo n
b Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn các ankan chứa n nguyên tử cacbon:
CnH2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O2(k) → nCO2(k) + (n + 1) H2O(l) ΔHH0
Tính ΔHH0 theo n
2 Cho các chất: Phenyl fomat (A), Ancol o-hidroxibenzylic (B), Ancol p-hidroxibenzylic (C) Viết công thức cấu
tạo của các chất trên Sắp xếp các chất trên theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi Giải thích ngắn gọn
Giải câu V (1,75 điểm):
V.1 (1,0 điểm)
a Sơ đồ tạo thành CnH2n+2 từ C(than chì) và H2(k):
nC(than ch×)
(n+1)H2(k)
nC(k) 2(n+1)H(k)
CnH2n+2(k)
Hsn (CnH2n+2(k))
(n+1) EH-H +
n.Hthãng hoa (C)
-(n-1) EC-C -2(n+1) EC-H
0,25 điểm
Dựa vào sơ đồ trên, ta có:
ΔHHsn (CnH2n+2) = (n+1) EH – H + n ΔHHthăng hoa (C) – (n-1)EC-C – 2(n+1)EC-H
b Sơ đồ:
nC(than ch×)
(n+1)H2(k)
nCO2(k) (n+1)H2O(l)
CnH2n+2(k)
Hsn (CnH2n+2(k))
n.Hsn (CO2(k))
+ (n+1).Hsn (H2O(l))
Hn
0,25 điểm
Dựa vào sơ đồ trên ta có:
ΔHHn = n ΔHHsn (CO2) +(n+1) ΔHHsn (H2O(l)) - ΔHHsn (CnH2n+2)
V.2 (0,75 điểm)
Công thức cấu tạo: (A) C6H5OOCH
(B) (C)
CH2OH
OH
0,25 điểm
(A), (B), (C) có M tương đương nhau
A không có khả năng tạo liên kết Hidro liên phân tử
Trang 6B có thể tạo liên kết Hidro nội phân tử làm giảm số liên kết Hidro liên phân tử
……… Hết ……….…