TUYỂN TẬP ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC

Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng.. Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen A là sản phẩm duy nhất của quá trình ozon ph

Phan Cuong Huy YDS

Copyright © http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl

TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG

MÔN HÓA HỌC

PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

ĐỀ SỐ 1

THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2010

Môn: HOÁ HỌC

Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề)

(Đề thi gồm 3 trang, có 8 câu)

Câu I: ( 2.0 điểm)

Một terpen X thường gặp trong thiên nhiên được tổng hợp theo sơ đồ sau

4–metylpentan–1,4–diol  dẫn xuất dibromua  bromanken ete khanMg Grignard G  X

Cho chất G phản ứng với sản phẩm sinh ra khi cho isopren phản ứng với but–3–en–2–on sẽ thu được chất cần tổng hợp X.

1 Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng.

2 Cho biết tên thông thường và ứng dụng của sản phẩm.

Câu II: (2.0 điểm)

Hydrocacbon A là một chất rắn có tính dẻo, đàn hồi (11,76% H theo khối lượng) có trong mủ cây cao su Ozon phân A cho C16H16O6, khi cho một mol chất này vào nước nóng thu được 2 mol andehit levulinic HOC(CH2)2COCH3

Hydrocacbon B (11,11% H theo khối lượng) là chất tổng hợp đầu tiên có thành phân giống A nhưng không có tính dẻo và tính đàn hồi giống như A B được tạo thành khi đun nóng hydrocacbon C có mặt natri ; C có thành phần định tính giống B

1 Cho biết CTCT của A, B, C

2 Sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm của chúng chứng tỏ A có đặc trưng gì ?

Câu III: (2.0 điểm)

Quá trình tổng hợp phức Pt(CH3NH2)(NH3)[CH2COO]2là thuốc chống ung thư mới có hiệu qủa cao lại ít độc

và ít cho phản ứng phụ Quá trình tổng hợp thuốc này như sau:

K2PtCl4 o

KI du

70 C

 A (dung dịch nâu) + CH NH 3 2

1:2

 B (tinh thể sáng) HClO và C H OH 4 2 5  C (rắn đỏ nâu)

3 2

NH / H O

D (tinh thể vàng kim, phân cực) Ag CO du và axit malonic 2 3  E (tinh thể vàng nhạt)

Phương pháp phổ IR cho biết trong hợp chất C có hai loại liên kết Pt – I khác nhau và C có tâm đối xứng Biết

MC= 1,88MB Cho biết số phối trí của platin luôn không đổi trong quá trình tổng hợp và platin luôn giữ dạng lai hóa dsp2trong các phức

1 Viết CTCT các sản phẩm A, B, C, D, E.

2 Trong sản phẩm E thì không có chứa iot Như vậy tại sao lúc ban đầu phải chuyển K2PtCl4thành A.

3 Mục đích của việc sử dụng Ag2CO3trong phản ứng cuối là gì ?

Câu IV: (2.0 điểm)

Lý thuyết lai hóa do Carl Linus Pauling đề xuất vẫn là lý thuyết chuẩn xác nhất trong việc giải thích dạng hình học của các chất vô cơ Vậy ở đây chúng ta sẽ thử giải quyết những mô hình sau đây

1 Giải thích dạng hình học của TiCl4theo thuyết lai hóa ?

2 Giải thích dạng hình học của phức Fe(CO)5theo thuyết lai hóa ?

Câu V: (2.0 điểm)

Khí NO kết hợp với hơi Br2tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có ba nguyên tử

1 Viết phương trình phản ứng

2 Biết ∆Hpư< 0; Kp(25oC) = 116,6 Tính KPở 0oC, 50oC Giả thiết rằng tỉ số giữa trị số cân bằng giữa 0oC và

25oC cũng như 25oC với 50oC đều bằng 1,54

3 Xét tại 25oC, lúc cân bằng hóa học đã được thiết lập thì cân bằng đó sẽ chuyển dịch thế nào nếu

a Tăng lượng NO

b Giảm lượng hơi Br2

c. Giảm nhiệt độ

d Thêm khí N2vào khi

(1) V = const ;

(2) Pchung= const

Câu VI (4.0 điểm)

Guaiol (C15H26O) là một ancol rắn ở trạng thái tinh thể có cấu trúc terpen Ancol này được phân lập từ tinh dầu

cây gỗ Bulnesia sarmienyi Khi dehydrat hóa guaiol bằng lưu huỳnh thì thu được một hydrocacbon thơm màu xanh

da trời không chứa vòng benzen X (C15H18) Khi hòa tan hydrocacbon thơm này vào axit sunfuric đặc thì màu xanh

biến mất Cho nước vào dung dịch này thì X được phục hồi nguyên dạng Rất khó để hydro hóa guaiol bằng hydro

có xúc tác Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen (A là sản phẩm duy

nhất của quá trình ozon phân)

1 Xác định cấu trúc của guaiol và X nếu biết trong phân tử guaiol thì nhóm hydroxyl gắn với nguyên tử

cacbon bậc ba exocyclic của hệ vòng

2 Giải thích màu xanh da trời của X và nêu lý do nó bị mất màu trong dung dịch axit sunfuric đặc

3 Xác định CTCT A, B và giải thích sự tạo thành A Có bao nhiêu mảnh isopren trong chất X

Câu VII (2.0 điểm)

Có thể tách được rhodi ra khỏi các kim loại quý khác bằng cách sau: Một mẫu bột quặng rhodi được trộn với

NaCl và đun nóng trong dòng khí clo Bã rắn thu được chứa một muối chứa 26,76% Rhodi về khối lượng Bã rắn này sau đó được hòa tan vào nước, lọc dung dịch thu được rồi cô bay hơi thu được tinh thể B chứa 17,13% rhodi

Tinh thể được làm khô ở 120oC đến khối lượng không đổi (khối lượng mất đi là 35,98%) rồi đun nóng tới 650oC Rửa bã rắn thu được bằng nước ta có rhodi tinh khiết

1 Xác định công thức A, B

2 Khi một lượng dư H2S được sục qua dung dịch muối A thì tạo thành kết tủa C Thành phần hợp thức của

hợp chất này chứa 47,59% S Xác định công thức C

3 Giải thích tại sao cần phải rửa bằng nước nóng ở bước cuối cùng Viết các phản ứng xảy ra

Câu VIII: (4.0 điểm)

Các cacbohydrat tự nhiên đều được tổng hợp quang hóa trong cây xanh Tuy nhiên các cacbohydrat không có trong tự nhiên có thể được tổng hợp bằng con đường nhân tạo Sơ đồ dưới đây là sơ đồ tổng hợp L-ribozơ Hoàn chỉnh sơ đồ tổng hợp sau:

_ HẾT _

- Thí sinh không được sử dụng tài liệu.

- Giám thị không giải thích gì thêm.

THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2009 – 2010

Môn: HOÁ HỌC

(Đáp án đề thi gồm 4 trang, có 8 câu)

Câu I: (2.0 điểm)

1 Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,75 điểm)

2 Chất này là-bisabolol thường dùng trong công nghiệp mỹ phẩm (0,25 điểm)

Câu II: (2.0 điểm)

1 Công thức thực nghiệm của A là (C5H8)x, nó là cao su tự nhiên Các công thức thực nghiệm của B và C lần

lượt là (C2H3)y B là cao su tổng hợp polibutadien còn C là buta-1,3-dien (1,5 điểm, một điểm cho mỗi cấu

tạo)

2 Ta có:

Như vậy sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm ozon phân chứng tỏ cao su thiên nhiên có cấu trúc

“đầu - đầu” (0,5 điểm cho lập luận)

Câu III: (2.0 điểm)

1 Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,25 điểm ; 0,25 điểm cho mỗi cấu tạo)

2 Để chắc chắn thu được sản phẩm cuối thì buộc B phải ở dạng cis nên K2PtCl4phải được chuyển thành A (0,25 điểm)

3 Ag2CO3 phản ứng với D theo phản ứng D + Ag2CO3 = DCO3 + 2AgI sau đó DCO3 phản ứng với axit malonic tạo thành E (0,5 điểm)

Câu IV: (2.0 điểm)

1 Do đối với Ti lúc này thì năng lượng của AO 3d đã giảm thấp hơn so với AO 4p nên sẽ có sự tổ hợp giữa 1

AO 4s và 3 AO 3d tạo thành 4 AO lai hóa sd3hướng về 4 đỉnh của một tứ diện đều (1 điểm)

2 Do CO là phối tử trường mạnh nên sẽ đẩy các electron của Fe về trạng thái cặp đôi Lúc này 1 AO 3d trống

sẽ tổ hợp với 1 AO 4s trống và 3 AO 4p trống thành 5 AO lai hóa dsp3hướng về 5 đỉnh của một lưỡng tháp

tam giác.(1 điểm)

Câu V: (2.0 điểm)

2 Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ KPtại 0oC < KP(25oC) < KP(50oC)

Vậy KPtại 0oC = 1/1,54.KP = 116,6 / 1.54 = 75,71

KPtại 50oC = 1,54.KP= 116,6.1,54 = 179,56 (0,25 điểm)

3 Xét sự chuyển dời cân bằng hóa học tại 25oC

Trường hợp a và b về nguyên tắc cần xét tỉ số:

2

NOBr

NO

P Q P

 Sau đó so sánh Q với KPđể kết luận

Tuy nhiên ở đây không có điều kiện để lập luận theo biểu thức này nên ta sẽ dựa vào nguyên lý Le Chartelier

b Nếu giảm lượng Br2thì cân bằng hóa học dịch chuyển sang trái (0,25 điểm)

c. Nếu giảm nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển sang trái để chống lại chiều giảm nhiệt độ (0,25 điểm)

d Thêm N2là khí trơ

+ Nếu V = const thì không ảnh hưởng tới cân bằng hóa học do N2không gây ảnh hưởng liên hệ nào (theo

định nghĩa áp suất riêng phần)

+ Nếu P = const ta xét liên hệ

Nếu chưa có N2thì P = PNO+ PBr2+ PNOBr (a)

Nếu đã có N2thì P = P’NO+ P’Br2+ P’NOBr+ PN2 (b)

Vì P = const nên P’i= Pi

Lúc đó xét Q theo biểu thức liên hệ trên và so sánh tương quan với KP

- Q = KP: không ảnh hưởng

- Q > KP: cân bằng chuyển dịch sang trái để Q giảm tới KP

- Q < KP: cân bằng chuyển dời sang phải để Q tăng tới KP(1,25 điểm)

Câu VI (4.0 điểm)

1 Ta có thể suy luận công thức của guaiol dựa trên những dữ kiện sau:

- Dehydrat hóa ancol này bằng lưu huỳnh thu đươc hydrocacbon thơm X màu xanh da trời không chứa vòng

benzen Như vậy X chỉ có thể là dẫn xuất của azulen.

- Độ bất bão hòa của guaiol là 3, tức ứng với hai vòng vẫn còn một nối đôi Vị trí của nối đôi đó sẽ nằm ở điểm tiếp giáp hai vòng do vị trí đó khó bị hydro hóa nhất, và khi ozon phân vị trí này sẽ dễ cho sản phẩm

chuyển vị là hai vòng 6 giáp nhau Một vòng sinh ra do sự mở rộng vòng 5, một vòng sinh ra do sự thu hẹp vòng 7

- Ta dễ dàng nhận thấy rằng quá trình chuyển hóa của guaiol không hề ảnh hưởng tới các mạch nhánh, vì vậy từ vị trí các mạch nhanh trong dẫn xuất naphtalen ta có thể suy ra được vị trí của các mạch nhánh này trong guaiol

- Do nhóm OH của guaiol nằm ở cacbon bậc ba nên công thức cấu tạo của guaiol chỉ có thể là:

Lý luận dẫn ra CTCT đúng được 1,0 điểm, cấu tạo 0,5 điểm

- Công thức cấu tạo X sẽ là (0,5 điểm)

2 Màu xanh da trời của X có được do sự liên hợp giữa các nối đôi trong phân tử X (0,25 điểm)

Khi hòa tan X vào axit sunfuric đặc màu xanh sẽ biến mất do sự biến mất của hệ thống liên hợp trong hợp

chất được tạo thành như hình vẽ: (0,5 điểm)

3 Công thức cấu tạo hai chất A, B như sau Đúng CTCT mỗi chất được 0,25 điểm

OH

OH

Sự tạo thành chất A được giải thích như sau (0,5 điểm)

Do công thức phân tử của A là C15H26O nên trong A sẽ có 3 mảnh isopren (0,25 điểm)

Câu VII (2.0 điểm)

1 Na3[RhCl6] (0,375 điểm) ; Na3[RhCl6].12H2O (0,375 điểm)

2 Rh2S3.2H2S (0,5 điểm)

3 Để loại bỏ các muối tan, chủ yếu là NaCl (0,25 điểm).

Mỗi phản ứng đúng được 0,125 điểm

2Rh + 6NaCl + 3Cl2= 2Na3[RhCl6]

Na3[RhCl6].12H2O = Na3[RhCl6] + 12H2O

2Na3[RhCl6] = 2Rh + 6NaCl + 3Cl2

2Na3[RhCl6] + 3H2S = Rh2S3.3H2S + 6NaCl + 6HCl

Câu VIII (4.0 điểm)

Công thức cấu tạo các sản phẩm trung gian (Các chất A, B mỗi chất 0,5 điểm, còn C, D, E, F mỗi chất 0,75 điểm).

Lưu ý quá trình chuyển từ D sang chất ở dòng thứ hai bao gồm nhiều hơn một giai đoạn

_ HẾT _

Thí sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn được điểm tối đa

http://vn.myblog.yahoo.com/volcmttl KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

Môn: HOÁ HỌC

Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề)

(Đề thi gồm 3 trang, có 10 câu)

CÂU 1: (2,0 điểm)

1 Oleum là hỗn hợp được tạo ra khi cho SO3tan trong H2SO4tinh khiết Trong hỗn hợp đó có các axit dạng poli sunfuric có công thức tổng quát H2SO4.nSO3hay H2Sn+1O3n+4chủ yếu chứa các axit sau: axit sunfuric

H2SO4, axit đisunfuric H2S2O7, axit trisunfuric H2S3O10và axit tetrasunfuric H2S4O13 Cho biết công thức cấu tạo của các axit trên

2 Giải thích tại sao SO3lại dễ dàng phản ứng với H2O, HF, HCl, NH3để hình thành nên những phân tử tứ

diện tương ứng Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo sản phẩm

3 Kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon Tính khối lượng riêng và thể tích mol

của chúng Biết rằng: Độ dài liên kết C–C (kim cương) là 154 pm, C–C (than chì) là 141 pm, khoảng cách giữa các lớp than chì là 336 pm NA= 6,02.1023 Kim cương có cấu tạo tương tự silic và số nguyên tử C trong một ô mạng tinh thể của kim cương gấp 4 lần số nguyên tử C trong một ô mạng tinh thể than chì

CÂU 2: (2.0 điểm)

1 Viết công thức cấu tạo Lewis, nêu trạng thái lai hóa và vẽ dạng hình học của các phân tử và ion sau: B2H6, XeO3, NO2+, NO2

2 Phản ứng của NaNO3 trong nước với hỗn hống Na/Hg cũng giống như phản ứng của etylnitrit C2H5NO2 với hydroxylamine NH2OH có mặt Natrietoxit cho cùng một sản phẩm Sản phẩm này là muối của một axit yếu không bền chứa Nitơ, axit này đồng phân hóa tạo thành một sản phẩm có ứng dụng trong thành phần nhiên liệu tên lửa Viết các phương trình phản ứng xảy ra và vho biết công thức cấu trúc của axit đồng phân nói trên

CÂU 3: (2.0 điểm)

Cho phản ứng: A  B C D (1) là phản ứng đơn giản Tại 27oC và 68oC, phương trình (1) có hằng số tốc độ tương ứng lần lượt là k1= 1,44.107mol-1.l.s-1và k2= 3,03.107mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K

1 Tính năng lượng hoạt hóa EA(cal/mol) và giá trị của A trong biểu thức k   A eERT mol-1.l.s-1.

2 Tại 119oC, tính giá trị của hằng số tốc độ phản ứng k3

3 Nếu CoA= CoB= 0,1M thì 1/2ở nhiệt độ 119oC là bao nhiêu

CÂU 4: (2,0 điểm)

1 Clobenzen có momen lưỡng cực1= 1,53 D (1hướng từ nhân ra ngoài) ; anilin có momen lưỡng cực2= 1,60D (2 hướng từ ngoài vào nhân benzen) Hãy tính momen lưỡng cực  của các chất sau: ortho – cloanilin ; meta – cloanilin và para – cloanilin.

2 Tính pH của dung dịch NH4HCO3 0,1M Biết rằng H2CO3 có hằng số phân li axit K1 = 4,5.10-7 ; K2 = 4,7.10-11, NH3có pKb= 4,76

CÂU 5: (2,0 điểm)

Có thể điều chế tinh thể FeCl3.6H2O theo cách sau: Hoà tan sắt kim loại vào trong dung dịch axit clohydric 25% Dung dịch tạo thành được oxy hóa bằng cách sục khí clo qua cho đến khi cho kết quả âm tính với K3[Fe(CN)6] Dung dịch được cô bay hơi ở 95oC cho đến khi tỉ trọng của nó đạt chính xác 1,695 g/cm3và sau đó làm lạnh đến

4oC Tách kết tủa thu được bằng cách hút chân không rồi cho vào một dụng cụ chứa được niêm kín

1 Viết các phản ứng dẫn đến sự kết tủa FeCl3.6H2O

2 Có bao nhiêu gam sắt và bao nhiêu mL dung dịch axit clohydric 36% (d=1,18g/cm3) cần để điều chế 1,00kg tinh thể này Biết rằng hiệu suất quá trình chỉ đạt 65%

3 Đun nóng 2,752g FeCl3.6H2O trong không khí đến 350oC thu được 0,8977g bã rắn Xác định thành phần định tính và định lượng của bã rắn

CÂU 6: (2,0 điểm)

1 A là chất bột màu lục không tan trong axit và kiềm loãng Khi nấu chảy A với KOH có mặt không khí thu

được chất B có màu vàng, dễ tan trong nước Chất B tác dụng với axit sunfuric chuyển thành chất C có

màu da cam Chất C bị lưu huỳnh khử thành chất A và có thể oxi hóa axit clohiđric thành khí Clo Viết các

phương trình phản ứng xảy ra

2 Từ các chất A, B, C trên, hoàn thành sơ đồ sau:

- X to A + N2+ H2O

- C + (NH3)2S + H2O  Y + S + NH3+ KOH

- B + (NH4)2S + KOH + H2O  Z + S + NH3

- C + H2SO4+ H2S  T + S + K2SO4+ H2O

CÂU 7: (2,0 điểm)

1 Viết công thức cấu trúc các dạng enol của dietylmalonat (1), Etylaxetoaxetat (2) Trong các cấu trúc của

(2), cho biết dạng nào bền nhất, dạng nào kém bền Giải thích?

2 Cho biết công thức mạch hở của các chất sau:

O OH

O HO

O

O

CH3CH2

CH3

Brevicomin

O C2H5 O

HOCH2

OH

Talaromicin A

CÂU 8: (2,0 điểm)

1 Cho biết sản phẩm tạo thành từ các phản ứng sau và gọi tên sản phẩm đó:

a. Furan + (CH3CO)2O + (C2H5)2O: BF3

o

0 C

b. Thiophen + C6H5COCl + SnCl4 B

c. Pyrol + C6H5N2+Cl–  C

d. Pyrol + CHCl3+ KOH  D

2 Viết sơ đồ điều chế izatin (indolin-2,3-dion) từ 2-nitrobenzoyl clorua

CÂU 9: (2,0 điểm)

1 Khi cho amoniac phản ứng cộng với axetanđehit thu được sản phẩm không bền A, sản phẩm này dễ bị tách

nước thành B B dễ dàng trime hóa cho sản phẩm C là triazin Mặt khác nếu cho amoniac ngưng tụ với fomanđehit sẽ thu được sản phẩm D (urotropin) có CTPT là C6H12N4 Chất D có khả năng tác dụng với axit

nitric trong anhiđrit axetic tạo ra E (hexogen hay xiclonit) là chất nổ mạnh được dùng trong đại chiến thế

giới thứ II: C6H12N4+ 3HNO3  E + 3HCHO + NH3 Xác định A, B, C, D, E và viết các phương trình

phản ứng xảy ra

2 Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi trong dãy các chất sau:

(1) (2) (3) (4)

N

N S

N N H

N N H

115oC 117oC 256oC 187oC

CH2OH HO

H

O

O

axit L ascobic

-CÂU 10: (2,0 điểm)

1 Vitamin C (axit L-ascobic, pKa= 4,21) là endiol và có cấu trúc như sau:

a Hãy giải thích tính axit của axit L-ascobic và cho biết nguyên tử H nào

có tính axit

b Điều chế L-ascobic từ D-glucozơ

2 Salixin C13H18O7 bị thủy phân bởi elmusin cho D-glucozơ và Saligenin

C7H8O2 Salixin không khử thuốc thử Tolen Oxi hóa Salixin bằng HNO3thu

được một hợp chất hữu cơ X mà khi thủy phân thì cho D-Glucozơ và anđehit

Salixylic Metyl hóa Salixin thu được pentametylsalixin, thủy phân hợp chất

này cho ta 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-Glucozơ Xác định CTCT của Salixin

_ HẾT _

- Thí sinh không được sử dụng tài liệu.

- Giám thị không giải thích gì thêm.