Đề thi học sinh giỏi hóa 12

Viết công thức cấu tạo của X, gọi tên X và viết các phơng trình phản ứng điều chế cao su Buna từ X.. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và ghi rõ các điều kiện phản ứng nếu có.. Xác đị

Đề thi chọn học sinh giỏi cấp cụm sơn động Môn thi: Hoá học Lớp 12 - Năm học 2007-2008

Ngày thi: tháng Năm 2007… …

Thời gian làm bài: 120 phút Câu I: ( điểm… )

1- Viết các đồng phân rợu bậc hai có công thức phân tử là C5H12O Gọi tên các hợp chất đó

2- Biết công thức thực nghiệm của một anđehit no (A) là (C2H3O)n

a/ Hãy biện luận xác định công thức phân tử của A

b/ Trong các đồng phân của A có đồng phân X mạch cacbon không phân nhánh Viết công thức cấu tạo của X, gọi tên X và viết các phơng trình phản ứng điều chế cao su Buna từ X (Các chất vô cơ và các điều kiện cần thiết khác coi nh có đủ)

3- Viết các phơng trình phản ứng (ghi rõ điều kiện, nếu có):

a/ Từ benzen điều chế axit picric (2,4,6- trinitrophenol), o – clo - p- nitrophenol

b/ p- crezol tác dụng với NaOH

c/ Rợu benzylic tác dụng lần lợt với: Na, CuO nung nóng (tạo ra anđehit), CH3COOH

d/ So sánh độ linh động của nguyên tử H trong nhóm – OH của phân tử các hợp chất sau:

H2O, C2H5OH, C6H5OH, CH3COOH Giải thích?

Câu II: ( điểm… )

1- a/ Từ tinh bột có thể điều chế đợc rợu etylic Rợu etylic là nguyên liệu để điều chế axit axetic, đietyl ete, etyl axetat, cao su tổng hợp Buna Viết các phơng trình phản ứng xảy ra và ghi

rõ các điều kiện phản ứng (nếu có)

b/ Một học sinh làm thí nghiệm điều chế etyl axetat bằng cách đun nóng rợu etylic với giấm ăn

có axit sunfuric làm xúc tác Liệu thí nghiệm đó có thành công hay không? Vì sao?

2- Cho sơ đồ phản ứng sau:

Biết E là axit đa chức Xác định các chất A, B, C, D, E và viết các phơng trình phản ứng dới dạng công thức cấu tạo

3- a/ Viết công thức cấu tạo và gọi tên các chất có công thức phân tử C2H7O2N Biết mỗi chất

đều dễ dàng tác dụng với dung dịch HCl và với dung dịch NaOH

b/ Viết phơng trình phản ứng trực tiếp để tạo ra từng chất ở (a)

c/ Cho biết phơng pháp hoá học để phân biệt các chất ở (a) với nhau

Câu III ( điểm… ): Cho hai dd axit H2SO4 A và B

1) Tính C% của A cà B biết nồng độ % của B lớn hơn A 2,5 lần và khi trộn A với B theo tỷ lệ khối lợng 7 : 3 thì ta thu đợc dd C với nồng độ 29%

2) Lấy 50 ml dd C (d=1,27 g/ml) tác dụng với 200 ml dd BaCl2 1M Lọc và tách kết tủa

a) Tính CM của axit HCl có trong dd nớc lọc Giả thiết thể tích dd thay đổi không đáng kể b) Nếu cho 21,2 gam Na2CO3 tác dụng với dd nớc lọc có kết tủa tạo ra không? Nếu có, khối l-ợng là bao nhiêu?

Câu IV: ( điểm… ) Cho hỗn hợp hai este đơn chức (tạo bởi hai axit là đồng đẳng kế tiếp nhau) tác dụng hoàn toàn với 1,5 lít dung dịch NaOH 2,4M, thu đợc dung dịch A và một rợu bậc một B Cô cạn dung dịch A thu đợc 211,2 gam chất rắn khan Oxi hoá B bằng O2 (có xúc tác) thu đợc hỗn hợp X Chia X thành ba phần bằng nhau

-Phần 1: cho tác dụng với Ag2O (d) trong dung dịch amoniac thu đợc 21,6 gam Ag

-Phần hai: cho tác dụng với NaHCO3 d, thu đợc 4,48 lít khí (ở đktc)

-Phần ba: cho tác dụng với Na (vừa đủ) thu đợc 8,96 lít khí (đktc) và hỗn hợp Y Cho Y bay hơi thì còn lại 48,8 gam chất rắn

Xác định công thức cấu tạo và tính thành phần phần trăm khối lợng mỗi este trong hỗn hợp ban

đầu

Cho: H = 1; C =12; N = 14; O =16; Na = 23; Al = 27; S =32; Fe = 56; Cu = 64

Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

C3H6 +Br2

(tỉ lệ mol 1:1) A +dd NaOH B +CuO, t

o

C +Cu(OH)2 D +dd H2SO4 E NaOH, to

Sở GD & ĐT bắc giang Kì thi chọn học sinh giỏi cấp cụm sơn động Cụm sơn động Năm học 2007-2008

Hớng dẫn chấm Môn thi: Hoá học Lớp 12

Bản hớng dẫn chấm có 06 trang

Câu I

1 – Công thức cấu tạo rợu bậc 2 của C5H12O:

1 CH3CH2CH2CH(OH)CH3 pentanol - 2

2 (CH3)2CH – CH(OH)CH3 3 – metyl butanol - 2

2 –

a/

b/

A là (C2H3O)n hay (CH2CHO)n hay CnH2n(CHO)n là anđehit no

=> 2n = 2 n + 2 – n = n + 2 => n = 2

=> anđehit A có công thức phân tử là: C2H4(CHO)2

X là đồng phân của A, có mạch không phân nhánh => CTCT của A là:

OHC – CH2 – CH2 – CHO butadial – 1,4

Các ptp:

1 OHC – (CH2 )2 – CHO + H2   →Ni ,t0 HOH2C – (CH2)2 – CH2OH

2 HOH2C – (CH2)2 – CH2OH Al2 O3,t0→

CH2= CH– CH = CH2 + 2H2O

3 nCH2= CH– CH = CH2  Na, t p,0→(- CH2- CH = CH – CH2 -)n

3- a/ Điều chế axit picric:

+ 3HNO3 đặc H2SO4 đặc +3H2O

NO2

NO2 NO2

1,

Điều chế o – clo - p- nitrophenol:

Br

+ NaOH đặc to, P cao

Br 2,

OH + NaBr

+ HNO3 đặc to, P cao

OH 3,

OH

+ H2O NO2

c/

d/

+HCl + Cl2

OH

4,

OH

NO2 NO2

Fe, t0

Cl

+ 1/2H2 + NaOH

OH

1,

ONa

CH3

t0

CH3

p - Crezol

CH2OH + NaOH

CH2ONa

+ 1/2H2 1,

CH2OH + CuO 2,

CHO t0

+ Cu + H2O

CH2OH + CH3COOH 3,

CH2OCOCH3

H2SO4 đặc

Độ linh động của nguyên tử H trong nhóm – OH của các hợp chất đợc xếp theo chiều tăng dần nh sau:

C2H5OH < H2O < C6H5OH < CH3COOH

* Giải thích: Độ linh động của nguyên tử H trong nhóm – OH phụ thuộc vào

độ phân cực của liên kết O – H

Nhóm có hiệu ứng đẩy electron làm giảm độ phân cực của liên kết

O – H; Nhóm có hiệu ứng hút electron làm tăng độ phân cực của liên kết O –

H

Nhóm – C2H5 có hiệu ứng đẩy electron; nhóm – C6H5 có hiệu ứng hút eletron

do vòng thơm; Phân tử CH3COOH có nhóm C = O có hiệu ứng hút electron mạnh Do vậy thứ tự độ linh động đợc xếp theo chiều nh trên

Câu II

1- a/ + Điều chế C 1,(C2H5OH từ tinh bột:

6H10O5)n + n H2O  H+, t0→ n C6H12O6

Tinh bột Glucozơ

2, C6H12O6   →men 2C2H5OH + CO2

Rợu etylic

5,5

+ Từ rợu etylic điều chế axit axetic,đietyl ete, etyl axetat,polibutađien.

1, C2H5OH + O2  mengiấm → CH3COOH + H2O

(Hoặc: 2 C2H5OH + O2 Cu,t0→ 2 CH3CHO + 2 H2O

2 CH3CHO + O2  Mn2+,t0→ 2 CH3COOH)

2, 2 C2H5OH  H2 SO 4dặc ,  1400C→ C2H5- O - C2H5 + H2O

3, CH3COOH + C2H5OH

t0 H2SO4 đặc

CH3COOC2H5 + H2O

4, 2 C2H5OH   →xtdb C4H6 + 2H2O + H2

5, nCH2 = CH – CH = CH2 Na ,p,t0→ (- CH2 – CH = CH - CH2-)n

0,5

1,0

b/ Thí nghiệm không thành công Vì trong giấm, nồng độ axit axetic quá nhỏ (2-5%), nồng độ nớc quá lớn (95- 98%), phản ứng este hoá hầu nh không xảy ra, phản ứng thuỷ phân este chiếm u thế

2/

3- a/

b/

c/

E là axit đa chức, vậy C3H6 là xiclopropan Các ptp:

1, C3H6 + Br2 1 → :1 Br - CH2 - CH2 - CH2 - Br

(A)

2, Br-CH2-CH2-CH2-Br+ 2NaOH  →HO-CH2-CH2-CH2-OH + 2NaBr

(B)

3, HO-CH2-CH2-CH2-OH + CuO  →t0 OHC - CH2 -CHO + Cu+H2O

(C)

4, OHC - CH2 - CHO+ 4Cu(OH)2 + 2NaOH   →t0 NaOOC- CH 2-COONa

(D) + 2Cu2O↓+6H2O

5, NaOOC-CH2-COONa + H2SO4   →t0 HOOC- CH2 - COOH+ Na2SO4

(E)

Công thức cấu tạo của C2H7O2N:

CTCT các chất: CH3COONH4 và HCOONH3 - CH3

Các ptp:

- Tác dụng với dung dịch HCl:

1, CH3COONH4 + HCl → CH3COOH + NH4Cl

2, HCOOH3N-CH3 + HCl → HCOOH + CH3-NH3Cl

- Tác dụng với dung dịch NaOH:

1, CH3COONH4 + NaOH → CH3COONa + NH3 + H2O

2, HCOOH3N-CH3 + NaOH → HCOONa + CH3-NH2 + H2O

Các ptp điều chế C2H7O2N:

1, CH3COOH + NH3→ CH3COONH4

2, HCOOH + CH3-NH2→ HCOOH3N-CH3

Nhận biết: Lần lợt cho các chất tác dụng với dung dịch NaOH, sau đó cho các

sản phẩm tơng ứng cho tham gia phản ứng tráng gơng, sản phẩm nào có phản

ứng tạo Ag là HCOONa, tơng ứng chất ban đầu là HCOONH3-CH3 ; Chất còn

lại là CH3COONH4

Các ptp:

1, CH3COONH4 + NaOH → CH3COONa + NH3 + H2O

2, HCOOCH3N-CH3 + NaOH → HCOONa + CH3-NH2 + H2O

3, HCOONa + Ag2O   →NH 3 NaHCO3 + 2Ag↓

Câu III

1 –

2 –

a/

Gọi nồng độ % của hai dung dịch A và B lần lợt là: CA và CB

Ta có CB = 2,5 CA

Trộn A với B theo tỷ lệ khối lợng 7 : 3 đợc dung dịch C nồng độ 29%

mdd C = mdd A + mdd B = mdd A +

7

3

mdd A =

7

10

mdd A

C dd

B dd B A dd A m

m C m

.100 =

A dd

A dd A A

dd A

m

m C m

C

7

10 7

3 5 , 2 +

 CA = 20% => CB = 2,5.CA = 50%

Số mol H2SO4 trong 50 ml dung dịch C (d = 1,27 g/ml) nồng độ 29%:

188 , 0 98 100

27 , 1 50 29

4

H

Ptp:

1, H2SO4 + BaCl2   → BaSO4 + 2HCl

Theo ptp: n BaCl2pư= n H2SO4= 0,188 mol < n BaCl2bd = 0,2 mol

=> BaCl2 còn d sau phản ứng (1)

ư

2d BaCl

 nHCl = 2.n H2SO4 = 2 0,188 = 0,376 mol

 CM (HCl) = 00,376,25 = 1,504 M

Dung dịch nớc lọc có: HCl (0.376 mol); BaCl2(0,012 mol)

Số mol Na2CO3:

106

2 , 21 3

2CO =

Na

Các ptp có thể xảy ra khi cho Na2CO3 vào dung dịch nớc lọc lần lợt là:

1, Na2CO3 + 2HCl   → 2NaCl + CO2 + H2O

2, Na2CO3 + BaCl2   → BaCO3 + 2NaCl

) 1 (

ư

3

2CO p Na

2

1

nHCl = 0,188 mol < n Na2CO3bd = 0,2 mol

=> Na2CO3 còn d sau phản ứng (1), n Na2CO3dư = 0,2 – 0,188 = 0,012 mol

Na2CO3 tiếp tục tham gia phản ứng (2) Theo (2) n Na2CO3 = n BaCl2

=> Hai chất phản ứng vừa đủ, sản phẩm tạo kết tủa BaCO3

3

BaCO

n = n Na2CO3 = 0,012 mol => m BaCO3 = 0,012 197 = 2,364 gam

Câu IV Khi cho hỗn hợp hai este đơn chức (của hai axit kế tiếp trong dãy đồng đẳng)

tác dụng với dung dịch NaOH thu đợc một rợu đơn chức, bậc 1=> Hỗn hợp gồm hai este của cùng một rợu đơn chức, bậc 1 với 2 axit đơn chức

=> Đặt công thức chung của hai este là: R COOH2CR'

Ptp:

1, R COOH2CR' + NaOH   → R COONa + R’CH2OH

nNaOH = 1,5 2,4 = 3,6 (mol)

B là R’CH2OH Oxi hoá B bằng oxi không khí:

Ptp:

2, R’CH2OH + 1/2O2   →xt R’CHO + H2O

3, R’CH2OH + O2   →xt R’COOH + H2O

Hỗn hợp X thu đợc gồm:

R’CHO (a mol); R’COOH (b mol); H2O (a + b)mol; R’CH2OHd (c mol) Chia X thành 3 phần bằng nhau:

Phần 1: Tác dụng với Ag2O/NH3: Chỉ có R’CHO phản ứng

4, R’CHO + Ag2O   →NH 3 R’COOH + 2Ag

=> nR’CHO =

2

1

nAg =

2

1

108

6 , 21

= 0,1 mol =

3

1

a => a = 0,3 (mol)

Phần 2: Tác dụng với NaHCO3: chỉ có R’COOH phản ứng

5, R’COOH + NaHCO3   → R’COONa + CO2 + H2O

=> nR’COOH = n CO2= 224,48,4 = 0,2 mol =

3

1

b => b = 0,6 (mol)

Phần 3: Tác dụng với Na: Cả R’COOH; H2O và R’CH2OHd đều phản ứng

6, R’COOH + Na   → R’COONa +

2

1

H2

7, H2O + Na  → NaOH +

2

1

H2

8, R’CH2OH +   →R’CH2ONa +

2

1

H2

Khí thoát ra là H2; Hỗn hợp rắn thu đợc sau khi cho Y bay hơi gồm R’COONa,

=> n H2=228,96,4 = 0,4 mol =

2

1

( nR’COOH + n H2O+ n R'CH2OH dư )

<=>

2

1

[

3

1

b +

3

1

(a + b) +

3

1

(*)

Thay a và b vào (*) ta đợc: c = 0,9 (mol)

Vậy:

n R'CH2OH( 1 ) = (a + b + c ) = 0,3 + 0,6 + 0,9 = 1,8 mol < nNaOH(1)= 3,6 mol

=> NaOH còn d sau khi phản ứng với hỗn hợp hai este

nNaOH d = 3,6 – 1,8 = 1,8 mol

=> Cô cạn dung dịch A thu đợc hỗn hợp rắn gồm: RCOONa và NaOH d

* Tìm Axit:

Theo (1): n R COONa= n R'CH2OH( 1 ) = 1,8 mol

=> 211,2 = (R + 67) 1,8 + 40 1,8 => R = 10,33 => R 1 = 1 (H)

Vì hai axit là đồng đẳng kế tiếp => R 2 = 15 (- CH 3 )

Hai axit là: HCOOH và CH3COOH

* Tìm rợu:

Theo (6), (7), (8): nR’COONa = nR’COOH =

3

1

b = 0,2 mol

nNaOH = n H2O=

3

1

(a + b) = 0,3 mol

n R'CH2ONa = n R'CH2OH dư =

3

1

c = 0,3 mol

=> mR’COONa + mNaOH + m R'CH2ONa = 48,8 gam

<=> (R’ + 67) 0,2 + 40 0,3 + (R’ + 53) 0,3 = 48,8

<=> 0,5 R’ + 41 ,3 = 48,8 => R = 15 (- CH’ 3 )

* Vậy công thức của hai este là:

HCOOCH2CH3 (x mol)

CH3COOCH2CH3 (y mol)

Ta có hệ:









=

−

= +

=

+

2, 139 40 8, 1 2.

211

8, 1

3

5 2 3 5

2

COONa CH

HCOONa

H COOC CH H

HCOOC

m m

n n

<=>







= +

=

+

2, 139 82

68

8,

1

y x

y

x

Giải hệ ta đợc







=

= 2, 1

6,

0

y x

88 74

74

y x

x

%m CH3COOC2H5= 100 – 29,6 = 70,4%

H

ớng dẫn chấm

L

u ý:

Phơng trình phản ứng nào mà cân bằng hệ số sai hoặc thiếu điều kiện thì trừ đi nửa số

điểm theo biểu điểm Trong một phơng trình phản ứng, nếu có từ một công thức trở lên viết sai thì phơng trình đó không đợc tính điểm

Dùng những phản ứng đặc trng để nhận ra các chất và cách điều chế các chất bằng nhiều phơng pháp khác nhau, nếu đúng cũng cho điểm nh đã ghi trong biểu điểm

Giải bài toán bằng các phơng pháp khác nhau nhng nếu tính đúng, lập luận chặt chẽ và dẫn đến kết quả đúng vẫn đợc tính theo biểu điểm Trong khi tính toán nếu nhầm lẫn một câu hỏi nào đó dẫn đến kết quả sai thì trừ đi nửa số điểm dành cho câu hỏi đó Nếu tiếp tục dùng kết quả sai để giải các vấn đề tiếp theo thì không tính điểm cho các phần sau

-Hết -

-7-Ngµy 23/11/2007