5 đề học sinh giỏi Hóa lớp 11 Thành phố

b Viết các đồng phân hình học và quang học ứng với cấu tạo đó sửdụng công thức Fisher và xác định cấu hình mỗi đồng phân Z/E và R/S.. b Viết cấu tạo cácsản phẩm chính hình thành khi cho

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005

0,05M, biết axit cacbonic có pKa1 =6,35, pKa2 =10,33

- NH3 phân cực hơn NF3 do trong NH3 lưỡng cực liên kết và lưỡng cực

electron tự do cùng chiều, còn trong NF3 lưỡng cực liên kết và lưỡng cực

electron tự do ngược chiều

- Nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn do NH3 tạo được liên kết H liên phân tử

- NH3 là một bazơ còn NF3 thì không, do trong NF3 các nguyên tử F hút

electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử N

P

2 O

N

2 NO O

N

2 NO P

4 2 2 4

)2,0(4P1

4

2 2

⇒

=

×α

300082,0)1(75,0

20

300082,0.75,0.2P

2

NO

17,0)1(9225,0

)845,1(K

3 0,01mol, n 0,2 0,05 0,01

4,22

của hệ lưỡng tính này bằng công thức:

(6,35 10,33) 8,32

1)pKpK(2

ứng dụng thực tế của NH4Cl tương ứng với các phản ứng này

2 Hòa tan 10,00 g hỗn hợp gồm Cu2S và CuS bằng 200,0 mL dung dịch MnO4- 0,7500 M trongmôi trường axit Sau khi đun sôi để đuổi hết khí SO2 sinh ra, lượng MnO4- còn dư trong dungdịch phản ứng vừa hết với 175,0 mL dung dịch Fe2+ 1,000 M

(a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra (dạng phương trình ion thu gọn)

(b) Tính phần trăm khối lượng CuS trong hỗn hợp ban đầu

1 Trong thực tế, NH4Cl được dùng để đánh sạch bề mặt kim loại trước khi hàn:

4CuO + 2NH4Cl → N2 + 3Cu + CuCl2 + 4H2O

ZnO + 2NH4Cl → ZnCl2 + 2NH3 + H2O

2 (a) Phương trình phản ứng:

(b) Xác định %

5

1n

5

1

4 ( 3 ) Fe MnO − = + = × × =

⇒ nMnO (1,2) 0,2 0,75 0,035 0,115mol

−Đặt số mol Cu2S và CuS lần lượt là x và y, ta có:

=+

0625,0y

025,0x115,0y5

6x58

10y96x160

10

960625,0m

Câu III (4 điểm)

1 Chỉ dùng chất chỉ thị phenolphtalein, hãy phân biệt các dung dịch NaHSO4, Na2CO3, AlCl3,Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2 Các phản ứng minh họa viết dưới dạng ion thu gọn

thu được dung dịch B và 448 mL (đktc) khí C gồm N2O và N2 có tỉ khối so với không khíbằng 1,2414 Thêm 13,6 g NaOH nguyên chất vào dung dịch B thu được kết tủa D, lọc kết tủa

D thu được dung dịch nước lọc E

(a) Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A ban đầu

(b) Nung kết tủa D đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn khan?(c) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần thêm vào dung dịch E để thu được 2,34 g kết tủa

ĐÁP ÁN ĐIỂM

1 Trích mẫu thử cho mỗi lần thí nghiệm:

Na2CO3, các mẫu thử còn lại không màu

CO32- + H2O  HCO3- + OH

- Dùng Na2CO3 làm thuốc thử để cho vào các mẫu thử còn lại

Mẫu thử có sủi bọt khí không màu là NaHSO4

CO32- + 2H+ → H2O + CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo và sủi bọt khí không màu là AlCl3

2Al3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu và sủi bọt khí không màu là Fe(NO3)3

2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑Mẫu thử tạo kết tủa trắng là Ca(NO3)2

Ca2+ + CO32-→ CaCO3↓Mẫu thử không tạo hiện tượng là NaCl

2 (a) Đặt số mol N2O và N2 lần lượt bằng a và b, ta có:

=

=

+

01,0ba36292414,102,

0

b28a

44

02,04,22

448,0ba

=+

04,0y

02,0x18

,0yx

2,2y27x56

2,2

5602,0m

6,13n

mol3,0n

4n

34,2n

nn

3

) OH ( Al OH

5,0

07,0

Trường hợp 2: Xảy ra (5), (6), (7)

mol01,003,004,0

nAl(OH3(7) = − =

mol11,003,004,004,0n

nn

2 (a) Viết công thức cấu tạo và gọi tên anken ít cacbon nhất đồng thời có đồng phân hình học vàđồng phân quang học (b) Viết các đồng phân hình học và quang học ứng với cấu tạo đó (sửdụng công thức Fisher) và xác định cấu hình mỗi đồng phân (Z/E và R/S) (b) Viết cấu tạo cácsản phẩm chính hình thành khi cho anken trên tác dụng với dung dịch nước brom có lượngnhỏ muối natri clorua

C2H5

C

CH3H

H

C

CH

CH3

C2H5

H

HC

CH3CH

0,75

CO

H

(a) Xác định cấu tạo và gọi tên A

(b) Dùng cơ chế giải thích các sản phẩm hình thành khi cộng Br2 vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọitên các sản phẩm này

2 Hợp chất A có công thức phân tử C9H8 A làm mất màu Br2 trong CCl4; hidro hóa A trongđiều kiện êm dịu tạo ra C9H10, còntrong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao thì tạo ra C9H16; oxihóa mãnh liệt A sinh ra axit phtalic [1,2-C6H4(COOH)2] Lập luận xác định cấu tạo của A

≤

=+

8y

6x2

x2y

80yx12

(Z) 1,6-dibromhexa-2,4-dien

2. A (C9H8) có độ bất bão hòa ∆=6

A làm mất màu Br2 và cộng êm dịu 1 phân tử H2 cho thấy A có 1 liên kết đôi

A cộng tối đa 4 phân tử H2 và khi oxi hóa tạo axit phtalic cho thấy A có vòng

benzen và ngoài ra còn một vòng 5 cạnh nữa

và có 13,6g brom đã tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí ra khỏi bình brom rồi hấp thụsản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 2,955g kết tủa

1 Xác định công thức cấu tạo A, B và C

2 Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1-dibrompropan và dibrompropan

2,2-3 Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho C tác dụng với dung dịch KMnO4 trong (i) môitrường trung tính ở nhiệt độ phòng và (ii) môi trường axit (H2SO4) có đun nóng

4,22

584,32

5,12n

n↓= ankin = × = ⇒ (R + 132)×0,01 = 1,47

⇒ R = 15 (CH3-), công thức của ankin là CH3C≡CH

Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) và ankin

g82,14001,022,2m

nBr(2)

0,75

0,75

065,0

182

,

1

n

mol005,0065,001,008,0n

955,2n

015,0

n005

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2005 - 2006

MÔN: HÓA HỌC LỚP 11

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

1 Nêu hiện tượng xảy ra và viết phương trình phản ứng minh họa trong các trường hợp sau:

dung dịch thu được đến dư

(b) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3

2 A là dung dịch Na2CO3 0,1M; B là dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M và KHCO3 0,1M và C làdung dịch KHCO3 0,1M

(a) Tính thế tích khí CO2 (đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl0,1M vào 100 mL dung dịch A và khi cho hết 100 mL dung dịch B vào 200 mL dungdịch HCl 0,1M

Ba(OH)2 0,1M vào 150 mL dung dịch C

(c) Tính pH của các dung dịch A và C, biết axit cacbonic có pK1 = 6,35 và pK2 = 10,33

(d) Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong dung dịch B

1 (a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 thấy xuất hiện kết tủa trắng keo,

sau đó tan lại:

0,50

(b) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 thấy xuất hiện kết tủa đỏ nâu

2 (a) Cho từ từ từng giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung dịch

Thực tế (1) và (2) đồng thời xảy ra nên:

L336,04,22015,0V

4,2201,0L224,0

2

1(3,67 + 1) = 11,67 Dung dịch C là dung dịch lưỡng tính nên:

pH = 2

1(pK1 + pK2) =

2

1(6,35 + 10,33) = 8,34

0,75

(d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất hiện kết tủa trắng (tan

trong axit), như vậy mẫu thử có CO32-

Ba2+ + CO32-→ BaCO3

Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không màu

(làm đục nước vôi trong), vậy dung dịch có HCO3

-HCO3- + H+→ H2O + CO2

0,50

1 (a) Amoniac có tính oxi hóa hay tính khử? Viết phương trình phản ứng minh họa (b) Trongdung môi amoniac lỏng, các hợp chất KNH2, NH4Cl, Al(NH2)3 có tính axit, bazơ hay lưỡngtính ? Viết các phương trình phản ứng minh họa

sunfua kim loại này cũng trong dung dịch HNO3 đặc nóng, thì đều cùng sinh ra khí NO2 duynhất có thể tích bằng nhau trong cùng điều kiện

(a) Viết các phương trình phản ứng dưới dạng phương trình ion

(b) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua

(c) Hấp thụ khí sinh ra ở cả hai phản ứng trên vào 300 mL dung dịch NaOH 1M, rồi thêmvào đó một ít phenolphtalein Hỏi dung dịch thu được có màu gì? Tại sao?

Phản ứng trung hòa: KNH2 + NH4Cl → KCl + 2NH3

Phản ứng của chất lưỡng tính với axit: Al(NH2)3 + 3NH4Cl → AlCl3 + 6NH3

Phản ứng của chất lưỡng tính với bazơ: Al(NH2)3 + KNH2→ K[Al(NH2)4]

4,2m

mn64M

có mặt của Pd/PbCO3 tạo hợp chất không hoạt động quang học C (C8H14)

1 Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) và gọi tên A, B, C

2 Oxi hóa mãnh liệt A bằng dung dịch KMnO4 trong H2SO4.Viết phương trình hoá học

1 (a) Tỉ lệ sản phẩm:

0,50

(1x5,0)(9x1,0) + (1x5,0)= 35,7%

(b) Hàm lượng sản phẩm halogen hóa phụ thuộc ba yếu tố:

hidro trên nguyên tử cacbon bậc cao hơn

nhưng có khả năng chọn lọc vị trí thế cao hơn so với clo

cacbon càng nhiều thì hàm lượng sản phẩm càng lớn

=

22

148

 A cũng phải chứa một liên kết đôi dạng cis- (Z) ở vị trí đối xứng với liên kết ba,

vì khi A cộng 1 phân tử H2 (xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểu cis-)

tạo C không hoạt động quang học

0,50

Cấu tạo của A, B, C là:

H H

HC

(b) Viết công thức các sản phẩm chính hình thành khi hidrat hóa limonen

2 Để điều chế nitrobenzen trong phòng thí nghiệm và tính hiệu suất phản ứng, người ta tiếnhành các bước sau:

Cho 19,5 ml axit nitric vào một bình cầu đáy tròn cỡ 200 mL làm lạnh bình và lắc, sau đóthêm từ từ 15 mL H2SO4 đậm đặc, đồng thời lắc và làm lạnh đến nhiệt độ phòng Lắp ốngsinh hàn hồi lưu (nước hay không khí), cho tiếp 13,5 mL benzen qua ống sinh hàn với tốc độchậm và giữ nhiệt độ không quá 500C, đồng thời lắc liên tục (a)

Sau khi cho hết benzen, tiếp tục đun nóng bình phản ứng trên bếp cách thuỷ trong 30-45 phút

và tiếp tục lắc Sau đó làm lạnh hỗn hợp phản ứng và đổ qua phễu chiết Tách lấy lớpnitrobenzen ở trên Rửa nitrobenzen bằng nước rồi bằng dung dịch Na2CO3 (b) Tách lấynitrobenzen cho vào bình làm khô có chứa chất làm khô A ở thể rắn (c) Chưng cất lấynitrobenzen bằng bình Vuy-êc trên bếp cách thuỷ để thu lấy nitrobenzen sạch Cân lượngnitrobenzen thấy được 15 gam (d)

(a) Viết phương trình hoá học chính và các phương trình thể hiện cơ chế của phản ứng Chobiết vì sao cần phải lắc bình liên tục và giữ nhiệt độ phản ứng ở 500C? Nếu không dùng

O + O=C=O

O

OOH

limonen(b) Các sản phẩm chính khi hidrat hóa:

 Hỗn hợp phản ứng ở hệ dị thể nên cần phải lắc đều hay khuấy mạnh liên tục để

tạo thành nhũ tương, bảo đảm sự tiếp xúc tốt giữa các tác nhân

 Phải giữ ở 500C vì nếu ở nhiệt độ cao hơn sẽ tăng lượng sản phẩm

đinitrobenzen

 Nếu không dùng H2SO4, phản ứng vẫn xảy ra do vẫn có sự hình thành NO2+

theo phương trình sau:

HO-NO2 + HNO3⇄ H2O+-NO2 + NO3

-H2O+-NO2 + HNO3⇄ H3O++ NO3- + NO2+ (1)Tuy nhiên khi không có H2SO4 phản ứng xảy ra chậm vì hiệu suất tạo NO2+

sinh ra trong (1) rất thấp Khi có mặt H2SO4 đậm đặc, cân bằng chuyển dời về

phía thuận nên phản ứng xảy ra nhanh hơn

0,75

(c) Cần phải rửa bằng nước để loại axit, sau đó rửa bằng dung dịch Na2CO3 để loại

hết axit dư và dễ kiểm tra kết quả do phản ứng giữa axit và Na2CO3 sinh khí

0,25

(d) Hiệu suất phản ứng:

0,50

7815

mL/g,0mL5,13

g512,9

1 Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A

2 Người ta có thể điều chế A từ phản ứng giữa benzen và anken tương ứng trong axit sunfuric.Dùng cơ chế phản ứng để giải thích phản ứng này

3 Mononitro hóa A bằng cách cho phản ứng với axit nitric (có mặt axit sunfuric đặc) thì sảnphẩm chính thu được là gì? Tại sao?

1 Dung dịch Ca(OH)2 hấp thụ hết sản phẩm cháy của A chứa CO2 và H2O

Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2→ CaCO3 + BaCO3 + 2H2O (3)

0,50

Đặt số mol CO2 tham gia các phản ứng (1) và (2) lần lượt là x và y, ta có:

mol1,0yx85,242

y1972

yx100

15,02

yx

,mol

2,0y

g32,11m

m

2 2

=

∆

0,50

Đặt công thức tổng quát của A là CxHy:

CxHy + (x+y/4)O2→ xCO2 + y/2H2O

14,0.2

y2,0

x02,0

Công thức phân tử của A là C10H14 (∆=4)

0,50

Vì A không làm mất màu dung dịch brom (cấu trúc thơm), không tác dụng với

dung dịch KMnO4/H2SO4 (chỉ có một nhóm thế) và monoclo hóa (ánh sáng) chỉ tạo

một sản phẩm duy nhất (nhóm thế có cấu trúc đối xứng cao) nên cấu tạo của A là:

nhóm t-butyl có kích thước lớn gây án ngữ không gian nên sản phẩm chính là sản

THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2006 - 2007

MÔN: HÓA HỌC LỚP 11

Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề)

ĐỀ CHÍNH THỨC

Đề này có hai (2) trang

1 Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH4Cl 0,200 M với 75,0 mLdung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5

2 Phèn là muối sunfat kép của một cation hóa trị một (như K+ hay NH4+) và một cation hóa trị

ba (như Al3+, Fe3+ hay Cr3+) Phèn sắt amoni có công thức (NH4)aFe(SO4)b.nH2O Hòa tan 1,00gam mẫu phèn sắt vào 100 cm3 H2O, rồi chia dung dịch thu được thành hai phần bằng nhau

vừa đủ với 10,37 cm3 dung dịch HCl 0,100 M Dùng kẽm kim loại khử hết Fe3+ ở phần haithành Fe2+ Để oxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ trở lại, cần 20,74 cm3 dung dịch KMnO4 0,0100

M trong môi trường axit

(a) Viết các phương trình phản ứng dạng ion thu gọn và xác định các giá trị a, b, n

(b) Tại sao các phèn khi tan trong nước đều tạo môi trường axit ?

L 125 , 0

L mol 200 , 0 L 050 , 0

C

1 o

Cl

L 125 , 0

L mol 100 , 0 L 075 , 0 C

1 o

4

x 06 , 0

x ) x 02 , 0 ( ] NH [

] OH ][

NH

[

− +

06 , 0 10

5Fe2+ + MnO4- + 8H+→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

x x/5

Ta có : ax = 0 , 01037 L × 0 , 100 mol L − 1 = 1 , 037 10 − 3 mol

mol 10 037 , 1 L mol 010 , 0 L 02074 , 0 5

Công thức của phèn sắt – amoni là NH4Fe(SO4)2.12H2O

(b) Phèn tan trong nước tạo môi trường axit vì các ion NH4+, Al3+, Fe3+ và Cr3+

đều những ion axit (các ion K+ có tính trung tính, còn SO42- có tính bazơ rất yếu)

NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+

M3+ + H2O ⇄ M(OH)2+ + H+

1 Viết phương trình phản ứng xảy ra khi lần lượt cho các đơn chất As và Bi tác dụng với dungdịch HNO3 (giả thiết sản phẩm khử chỉ là khí NO)

2 So sánh (có giải thích) tính tan trong nước, tính bazơ và tính khử của hai hợp chất với hidro làamoniac (NH3) và photphin (PH3)

3 Một giai đoạn quan trọng trong quá trình tổng hợp axit nitric là oxi hóa NH3 trong không khí,

có mặt Pt xúc tác

(a) Xác định nhiệt phản ứng của phản ứng này, biết nhiệt hình thành các chất NH3 (k), NO(k) và H2O (k) lần lượt bằng – 46 kJ/mol; + 90 kJ/mol và - 242 kJ/mol

(b) Trong công nghiệp, người ta đã sử dụng nhiệt độ và áp suất thế nào để quá trình này là tối

ưu ? Tại sao ?

NH3 tan tốt hơn PH3 trong nước, do phân tử phân cực hơn và có khả năng tạo liên

kết hidro với nước

H NHH

H OH

H NHH

Tính bazơ :

NH3 có tính bazơ mạnh hơn PH3, do liên kết N-H phân cực mạnh hơn liên kết

proton hơn (một nguyên nhân nữa giải thích cho điều này là ion NH4+ bền hơn

PH4+)

Tính khử :

PH3 có tính khử mạnh hơn nhiều so với NH3, do nguyên tử P là một phi kim có

độ âm điện nhỏ và phân tử PH3 kém bền hơn NH3

∆

=

∆ H 4 HNO 6 HH2O 4 HNH3

kJ 908 )

kJ 46 ( 4 [ )]

kJ 242 ( 6 [ ) kJ 90 4 (

∆

(b) Vì phản ứng là tỏa nhiệt, nên để tăng hiệu suất cần giảm nhiệt độ Tuy nhiên

nếu hạ nhiệt độ quá thấp sẽ làm giảm tốc độ phản ứng, nên thực tế phản ứng này

được tiến hành ở 850-900oC và có xúc tác Pt Vì phản ứng thuận là chiều làm

tăng số phân tử khí, nên để tăng hiệu suất phản ứng cần giảm áp suất Tuy nhiên,

điều kiện áp suất gây tăng giá thành công nghệ sản xuất, nên ta chỉ dùng áp suất

thường (1 atm)

Câu XIV (4 điểm)

1 Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm để xác định sự có mặtcủa các nguyên tố C và H có trong glucozơ

2 Hoàn thành các phản ứng dưới đây Xác định sản phẩm chính của mỗi phản ứng và dùng cơchế giải thích sự hình thành sản phẩm chính đó

(a) CH3-CH=CH2 (propilen) + HCl →

(b) CH3-CH2-CH(OH)-CH3 (ancol s-butylic)   H SO  ,  180  o C →

4 2

(c) C6H5CH3 + HNO3  H  2 SO  4  to→

3 Dùng sơ đồ xen phủ obitan nguyên tử để mô tả các phân tử CH3-CH=C=CH-CH3 (phân tử A)

Sản phẩm chính hình thành theo hướng tạo cacbocation trung gian bền vững hơn.

Dễ thấy rằng cacbocation (X) bền hơn (Y) (do điện tích được giải tỏa nhiều hơn,

với 6Hα), nên sản phẩm chính là isopropyl clorua

(b) Phản ứng :

(s¶n phÈm chÝnh)

CH CH3OH

Sản phẩm chính được hình thành theo hướng tạo sản phẩm bền hơn Ở đây, (X)

bền hơn (Y) do có số nguyên tử Hα tham gia liên hợp, làm bền hóa liên kết π

Phản ứng dịnh hướng thế vào vị trí meta-, do mật độ electron ở vị trí này trong

phân tử toluen giàu hơn các vị trí ortho-, para- Đồng thời phản ứng thế vào vị trí

này tạo sự giải tỏa điện tích tốt nhất ở phức π

0,50

3 Mô hình phân tử :