30 đề thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 11 của các trường chuyên khu vực duyên hải đồng bằng bắc bộ có đáp án

Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO4 còn đồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu.. Cấu tạo của hợp chất A đã được

Thời gian làm bài 180 phút

(Đề này có 03 trang, gồm 10 câu)



 B (1)

k1 + k2 = e

e

x1

l n

t x - x (2)

(các hằng số tốc độ phản ứng k1 = 300 s–1; k2 = 100 s–1)

(xe là nồng độ chất lúc cân bằng; x là nồng độ chất đã phản ứng)

Ở thời điểm t = 0, chỉ có chất A mà không có chất B Trong thời gian bao lâu thì một nửa lượng chất A chuyển thành chất B?

2 Cho phản ứng pha khí: 2NO (k) + O2 (k) → 2NO2 (k) (3)

Phản ứng (3) tuân theo định luật tốc độ thực nghiệm v = k[NO]2[O2]

Giả định rằng phản ứng không diễn ra theo một giai đoạn sơ cấp Hãy đề nghị một cơ chế có khả năng cho phản ứng (3) và chứng tỏ rằng cơ chế ấy phù hợp với thực nghiệm động học

Câu 2 (2,0 điểm) Cân bằng trong dung dịch điện ly

1 a) Tính pH của dung dịch Na2X 0,022 M

b) Tính độ điện li của ion X2- trong dung dịch Na2X 0,022 M khi có mặt NH4HSO4 0,001 M

Cho:

4 -

2 Một dung dịch monoaxit HA có pH = 1,70 Khi pha loãng gấp đôi dung dịch đã cho thì thu được dung

dịch có pH = 1,89 Xác định hằng số ion hóa Ka của axit HA

Câu 3 (2,0 điểm) Điện hóa học

1 Muối KClO4 được điều chế bằng cách điện phân dung dịch KClO3 Thực tế khi điện phân ở một điện cực, ngoài nửa phản ứng tạo ra sản phẩm chính là KClO4 còn đồng thời xẩy ra nửa phản ứng phụ tạo thành một khí không màu Ở điện cực thứ hai chỉ xẩy ra nửa phản ứng tạo ra một khí duy nhất Hiệu suất tạo thành sản phẩm chính chỉ đạt 60%

a) Viết ký hiệu của tế bào điện phân và các nửa phản ứng ở anot và catot

b) Tính điện lượng tiêu thụ và thể tích khí thoát ra ở điện cực (đo ở 250C và 1atm) khi điều chế được 332,52g KClO4

2 a) Lập pin điện trong đó xảy ra sự oxi hoá ion Fe2+ thành ion Fe3+ và ion Au3+ bị khử thành ion Au+ Viết các phương trình phản ứng xảy ra trên mỗi điện cực và trong pin

b) Tính sức điện động chuẩn của pin và hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin này

Au /Au = 1,26V; Fe /Fe= -0,037V; Fe /Fe= -0,440V

Câu 4 (2,0 điểm) Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp

1 Hoà tan hoàn toàn 0,8120 gam một mẫu quặng sắt gồm FeO, Fe2O3 và 35% tạp chất trơ trong dung dịch

H2SO4 loãng (dư), thu được dung dịch X Sục khí SO2 vào dung dịch X, thu được dung dịch Y Dung dịch

Y phản ứng vừa đủ với 22,21 ml dung dịch KMnO4 0,10M Mặt khác, hoà tan hết 1,2180 gam mẫu quặng trên trong dung dịch H SO loãng (dư) rồi thêm ngay dung dịch KMnO 0,10M vào dung dịch thu được

b) Tính thể tích SO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn) đã dùng và thành phần phần trăm theo khối lượng của FeO, Fe2O3 có trong mẫu quặng

2 Hòa tan hoàn toàn 19,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong 400 ml dung dịch HNO3 3M (dư) đun nóng, thu được dung dịch Y và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Cho 350 ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 21,4 gam kết tủa Tính khối lượng chất tan trong Y và giá trị của V?

Câu 5 (2,0 điểm) Sơ đồ biến hóa, Cơ chế phản ứng, Đồng phân lập thể, Danh pháp

1 Hãy đề nghị cơ chế cho các phản ứng sau:

Hãy gọi tên X và cho biết X có bao nhiêu dạng cấu trúc không gian tương đối bền, các dạng đó khác nhau

về các yếu tố lập thể nào? Hãy viết công thức cấu trúc của hai dạng tiêu biểu, có ghi đầy đủ các ký hiệu lập thể thích hợp

Câu 6 (2,0 điểm) Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ

1 Từ xiclohexan-1,3-đion và các hợp chất 4C hãy viết sơ đồ tổng hợp chất sau:

2 a) So sánh tính axit của: Axit bixiclo[1.1.1]pentan-1-cacboxylic và axit 2,2-đimetyl propanoic

b) So sánh tính bazơ của:

H

Pyridin Pyrol piperidin

Câu 7 (2,0 điểm) Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ

1 Axit A được tách ra từ quả cây hồi Cấu tạo của hợp chất A đã được xác định theo sơ đồ phản ứng sau:

a) Vẽ cấu trỳc cho cỏc hợp chất Y1, Y2 và từ đú suy ra cấu trỳc của Y3, A, B, C, D Biết rằng A chỉ cú một nguyờn tử hiđro etylenic

b) Hóy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp ra A từ những hợp chất chứa khụng quỏ 4C

2 Thủy phõn hợp chất A (C13H18O2) trong mụi trường axit HCl loóng cho hợp chất B (C11H14O) Khi B phản ứng với brom trong NaOH, sau đú axit húa thì thu được axit C Nếu đun núng B với hỗn hợp hiđrazin và KOH trong glicol thì cho hiđrocacbon D Mặt khỏc, B tỏc dụng với benzanđehit trong dung dịch NaOH loóng (cú đun núng) thì tạo thành E (C18H18O) Khi A, B, C, D bị oxi húa mạnh thì đều cho axit phtalic Hóy viết cụng thức cấu tạo của cỏc hợp chất từ A đến E

Cõu 8 (2,0 điểm) Hữu cơ tổng hợp

Hỗn hợp A gồm ba axit cacboxylic đơn chức, mạch hở, trong đú cú hai axit no là đồng đẳng kế tiếp và một axit khụng no cú một liờn kết đụi (C=C) Cho m gam A phản ứng hoàn toàn với 700 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch B Để trung hũa lượng NaOH (dư) trong B cần vừa đủ 200 ml dung dịch HCl 1M và thu được dung dịch D Cụ cạn cẩn thận D thu được 52,58 gam chất rắn khan E Đốt chỏy hoàn toàn E rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm khớ và hơi vào bình đựng dung dịch NaOH (dư), thấy khối lượng bình tăng thờm 44,14 gam Xỏc định cụng thức của ba axit và tớnh phần trăm khối lượng của mỗi axit trong A?

Cõu 9 (2,0 điểm) Cõn bằng húa học

Đối với phản ứng thuận nghịch ở pha khớ: 2SO2 + O2 € 2SO3

1 Người ta cho vào bỡnh kớn thể tớch khụng đổi 3,0 lớt một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol

SO2 Cõn bằng húa học được thiết lập tại 250C và ỏp suất chung của hệ là 3,20 atm Hóy tớnh phần trăm thể tớch oxi trong hỗn hợp cõn bằng

2 Cũng ở 250C, người ta cho vào bỡnh trờn chỉ x mol khớ SO3 Ở trạng thỏi cõn bằng húa học thấy cú 0,105 mol O2 Tớnh tỉ lệ SO3 bị phõn hủy, phần trăm thể tớch mỗi chất trong hỗn hợp khớ và ỏp suất chung của hệ ở trạng thỏi cõn bằng

Cõu 10 (2,0 điểm) Phức chất

Coban tạo ra đ-ợc các ion phức: CoCl2(NH3)4+ (A), Co(CN)63- (B), CoCl3(CN)33- (C),

1 Viết tên của (A), (B), (C)

2 Theo thuyết liên kết hoá trị, các nguyên tử trong B ở trạng thái lai hoá nào?

3 Các ion phức trên có thể có bao nhiêu đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc của chúng

4 Viết ph-ơng trình phản ứng của (A) với ion sắt (II) trong môi tr-ờng axit

-HẾT -

Người ra đề

(Họ tờn, ký tờn - Điện thoại liờn hệ)

Dương Trọng Phong (0985.574.133)

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC

BỘ

TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG

TỈNH BG ĐÁP ÁN ĐỀ THI ĐỀ XUẤT

ĐÁP ÁN MÔN HÓA HỌC KHỐI

11 NĂM 2015

Thời gian làm bài 180 phút

(Đáp án này có 09 trang, gồm 10

câu)

ĐÁP ÁN + BIỂU ĐIỂM CHẤM MÔN HÓA HỌC KHỐI 11



 B Nồng độ đầu: a 0

Cộng (a) với (b) sẽ thu được phản ứng tổng cộng (3)

Giai đoạn (b)chậm, quyết định tốc độ chung của phản ứng, nên:

v = k2[N2O2][ O2] (*)

Do giai đoạn (b) chậm và (a) nhanh nên có thể coi cân bằng (a) được thiết lập, khi đó có:

[N2O2]/[NO]2 = k1/k-1 [N2O2] = (k1/k-1)[NO]2 (2*)

Thay (2*) vào (*) thu được:

v = (k1/k-1)k2[NO]2[ O2] = k[NO]2[ O2] với k = (k1/k-1)k2 Như vậy từ cơ chế giả định có thể rút ra được định luật tốc độ thực nghiệm Cơ chế là có

khả năng

Chú ý: Thí sinh có thể đưa ra cơ chế khác Nếu chứng minh chặt chẽ rằng cơ chế đó phù

hợp với thực nghiệm thì cho đủ điểm

1,0đ

b) Khi có mặt NH4HSO4 0,0010 M:

NH4HSO4  NH4 + HSO4

0,001 0,001 Phản ứng: HSO4 + X2- ƒ HX- + SO24 K1 = 1010,6

-C  (4) chiếm ưu thế và như vậy (4) và (8) quyết định thành phần cân bằng của hệ:

X2- + H2O ƒ HX- + OH- Kb1 = 10-1,4 C 0,02 0,002

[OH ] + C + C 0,0142 + 0,001 + 0,001

-=

1,0đ

2

HA → H+ + A- (1)

+ a

-[H ][A ]

K =

[HA] (2)

Bỏ qua sự phân li của nước, ta có: [H+]  [A-] và c (nồng độ mol của axit) = [A-] + [HA]

Thay [H+] = [A-] và [HA] = c - [H+] vào (2), ta được K = a [H ]+ 2+

2 a

0,02

K =

c - 0,020,0129

K =c

- 0,01292

a) Kí hiệu của tế bào điện phân: Pt  KClO3 (dd)  Pt

Phản ứng chính: anot: ClO3- - 2e + H2O  ClO4 - + 2H+

52,332n

F

V2

1

298.08205,0.4P

O = 0,8mol

mol/F4

F2,3



V2

1

298.08205,0.8,0P

0,5đ

2

a) Theo qui ước: quá trình oxi hóa Fe2+ xảy ra trên anot, quá trình khử Au3+ xảy ra trên catot,

do đó điện cực Pt nhúng trong dung dịch Fe3+, Fe2+ là anot, điện cực Pt nhúng trong dung

dịch Au3+, Au+ là catot:

(-) Pt │ Fe 3+ (aq), Fe 2+ (aq) ║ Au 3+ (aq), Au + (aq) │ Pt (+)

0,5đ

Phản ứng ở cực dương: Au3+(aq) + 2e  Au+(aq) K2

Phản ứng trong pin: Au3+(aq) + 2Fe2+(aq)  Au+(aq) + 2Fe3+(aq) K

10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O (4)

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  2H2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 (5)

SO SO (3) SO (5)

Trong đó:

- Dung dịch Y gồm: Fe(NO3)3 và HNO3 dư

- nNaOH = 0,35.2 = 0,7 mol

- Cho dd NaOH tác dụng với Y, PTHH:

HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O (4) Fe(NO3)3 + 3NaOH  Fe(OH)3 + NaNO3 (5) Theo (5):

- Gọi số mol NO là x mol

A1A5

0,5đ

b/

OH HO

O

-H2O +H +

-Cl2

O

O Cl

Cl

OH

COOH O

OH

-CCl2COO-O

OH

-CCl3COO-O

0,5đ

2

X là: 6-metyl-2-p-tolylhept-4-en-3-on

Có 8 dạng cấu trúc không gian tương đối bền, chúng khác nhau về các yếu tố: cấu hình

R/S, cấu hình E/Z và cấu dạng S-cis/S-trans

S-trans

O

HAr(R) (E)

S-cis

O

ArH

mặt phẳng vòng thơm nên cặp e riêng này không liên hợp vào vòng, do đó đôi e riêng của

N gần như được bảo toàn, do đó pyridin thể hiện tính chất của một bazơ

Với pyrol, cặp e riêng của N liên hợp với 2 liên kết pi trong vòng, sự liên hợp này

làm cho mật độ e trên nguyên tử N giảm mạnh, pyrol gần như không thể hiện tính bazơ

Sự tạo thành axit phtalic cho thấy các hợp chất là dẫn xuất của benzen bị thế hai lần ở vị

trí ortho B là một xeton có nhóm CH3CO-

B + C6H5CHO HO

-E (C18H18O)

Cho thấy B chỉ ngưng tụ với một phân tử benzanđehit, vậy nhóm CH3CO- sẽ đính trực

tiếp vào nhân benzen và xeton B phải là o-C3H7C6H4COCH3

C3H7COCH3

C3H7COOH

C3H7

C2H5

C3H7COCH=CHPh

- Gọi công thức trung bình của hai axit no đơn chức mạch hở là C Hn 2n +1COOH

- Gọi công thức của hai axit không no đơn chức mạch hở có một liên kết đôi là CmH2m -1COOH

(m2, nguyên)

PTHH:

n 2n +1

C H COOH + NaOH  C Hn 2n +1COONa + H2O (1)

CmH2m -1COOH+ NaOH  CmH2m -1COONa + H2O (2)



2,0đ

nNaOH (1), (2)= 0,7 – 0,2 = 0,5 mol

Theo (1), (2): n3 axit =n3 muối = nNaOH (1), (2) = 0,5 mol

- Khối lượng 3 muối natri của 3 axit ( RCOONa): mRCOONa= 52,58 – 0,2.58,5 = 40,88 gam

- Sơ đồ phản ứng cháy:

2 2

Công thức của 3 axit là: HCOOH; CH3COOH; CH2=CH-COOH (0,2 mol)

- Sơ đồ đường chéo:

CH COOH HCOOH

CH COOH

HCOOH 0 0,6 0,4

m m m

Vậy x O2 = a / n1 = 0,043/ 0,393 = 0,1094 hay trong hh cb oxi chiếm 10,94%

x2 – 0,42x + 0,019 = 0 Giải pt này ta được x1 = 0,369; x2 = 0,0515 < 0,105

(loại bỏ nghiệm x2 này)

Do đú ban đầu cú x = 0,369 mol SO3; phõn li 0,21 mol nờn tỉ lệ SO 3 phõn li là 56,91%

Tại cbhh tổng số mol khớ là 0,369 + 0, 105 = 0,474 nờn:

- Ion phức (B) không có đồng phân:

C

CoNC

CNCNNC

CNN

- Ion phức (C) có 2 đồng phân:

Cl

CoCl

CNClNC

CN

CoCl

ClClNC

CNCN

0,75đ

4 CoCl2(NH3)4+ + Fe2+ + 4 H+  Co2+ + Fe3+ + 2 Cl- + 4 NH4+ 0,25đ

-HẾT -

Người ra đề

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC NINH

TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH

ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ

ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI

BẮC BỘ NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11

Thời gian làm bài 180 phút

Câu 1: Tốc độ phản ứng

1 Phản ứng phân hủy xiclobutan thành etilen: C4H8 2C2H4 có hằng số tốc độ

k = 2,48.10-4 s-1 ở 438C Tính thời gian để tỉ số mol của C2H4 và C4H8 :

2 3 4

6 2 3

4

3 4

4 3 2 1

CH H

CH

H CH H

CH

H H C CH

CH

H CH CH

k k k k

2

][][

CH k dt

k

k k k

k 

b Nếu nồng độ có thứ nguyên mol/cm3 và thời gian tính bằng giây, hãy tìm thứ nguyên của k

Câu 2: Dung dịch chất điện li

1.Tính pH bắt đầu kết tủa và kết tủa hoàn toàn Cr(OH)3 từ dung dịch CrCl3 0,010M 2.Tính độ tan của Cr(OH)3?

(coi như khi kết tủa hoàn toàn nồng độ cation còn lại là 10-6 M)

pKs của Cr(OH)3 = 29,8; Lg *βCrOH2+ = - 3,8

Cr(OH)3↓ = H+ + CrO2- + H2O K = 10-14

Câu 3: Điện hóa học 1.Biểu diễn sơ đồ pin được ghép bởi 2 cặp CrO42-/CrO2¯ và NO3/NO

- ở điều kiện tiêu chuẩn

- ở điều kiện CrO42- 0,010M, CrO2¯ 0,025M, NO3- 0,15M , pNO = 1 atm

E   = - 0,13 V; 2,303RT

F = 0,0592;

2 50ml dung dịch hỗn hợp A gồm : Ni(NO3)2 10-3 M, Co(NO3)2 10-1M, HNO3 10-2 M,

CH3COONa 1,174.10-2 M Điện phân dung dịch A với cường độ dòng I = 1,5A; bình điện phân có điện trở R = 0,45Ω, hai cực làm bằng Pt

a Cho biết thứ tự các quá trình xảy ra trên catot Tính điện áp tối thiểu cần tác dụng vào bình điện phân để quá trình điện phân đầu tiên xảy ra

b Có khả năng tách riêng hai kim loại Ni, Co ra khỏi nhau hay không?

c Tính thời gian điện phân và pH của dung dịch điện phân khi ion thứ nhất đã điện phân được 10%

Câu 4: Bài tập tính toán vô cơ tổng hợp

Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim loại X,

người ta thu được các số liệu sau:

Nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro

% khối lượng trong muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62

Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng

Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3

(nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl

Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra Biết X không thuộc họ Lantan và không phóng xạ

Câu 5 (sơ đồ biến hóa, cơ chế phản ứng đồng phân lập thể, danh pháp)

1 (1 điểm) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau và cho biết cấu trúc các hợp chất A, B,

C, D, E, F, G, H, I, K, L và M, biết rằng E và F là đồng phân của nhau, M có hai mặt phẳng đối xứng

CH3SO2Cl(C2H5)3N

1 H2,Pd/C

2 CF3COOH3.NaHCO3

3 4 5 6 7

Br

Viết công thức cấu dạng các cặp đồng

phân đối quang và gọi tên styryllacton

theo danh pháp IUPAC của nó

Câu 6 (Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ)

1.(1điểm) Axit abxixic thuộc loại sesquitecpenoit có nhiều trong giới thực vật Một

trong những cách để tổng hợp axit abxixic là đi từ axeton như sau:

3CH3COCH3 NaNH2 A -2 H2O B (C9H13O)

etylenglicolp-CH3C6H4SO3H

Tiếp theo sẽ nối mạch để tạo thành axit:

Metyl-3-metylpent-2Z-en-4-inoat LDA H (Li+C7-H7O2) + G I (C18H22O5Li)

O

OH

COOH

a Viết công thức cấu trúc của các chất từ A đến M

b Axit abxixic có tính quang hoạt không? Có cấu hình như thế nào?

2.(0,5 điểm).So sánh nhiệt độ sôi của các chất sau , giải thích :

NHN

(A) (B) (C) (D) (E).

3. S¾p xÕp sù t¨ng dÇn tÝnh baz¬ (cã gi¶i thÝch) cña c¸c chÊt trong tõng d·y sau: (a) CH3-CH(NH2)-COOH,(A) CH2=CH-CH2-NH2(B), CH3-CH2-CH2-NH2(C) , CH  C-CH2-NH2(D)

(b) -NH-CH3 , -CH2-NH2 , C6H5-CH2-NH2, p-O2N-C6H4-NH2

Câu 7 (Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ)

1 Bằng phản ứng hóa học, phân biệt các chất trong từng cặp sau :

a Axit aspartic và axit suxinic b Phenylalanin và tyrosin

D- Mannopiranozomannozidaza

f ructozidaza

Disaccarit B+

2,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-mannopiranozo

2,3,6- Tri- O- metyl- D-galactopiranozoD- Fructof uranozo

1 Xác định cấu trúc và gọi tên M

2 Trong dung dịch nước , α – D- mannopiranozo có thể chuyển hóa một phần

thành β- D- mannofuranozo Viết cơ chế chuyển hóa đó

3 Từ β- D- mannofuranozo và β- D- fructofuranozo có thể tạo ra các metyl

glicozit tương ứng Viết các phương trình phản ứng và dự đoán phản ứng

nào xảy ra nhanh hơn

Câu 8 (Hữu cơ tổng hợp)

1 Đối với phản ứng clo hóa toluen trong axit axetic ở 250 C, vận tốc tương đối (k

toluen/k benzen là 344.Tỉ lệ các đồng phân clotoluen là: % sản phẩm vị trí octo là

59,8%;% sản phẩm vị trí meta là 0,5%; % sản phẩm vị trí para là 39,7%;

a Hãy tính yếu tố vận tốc phần fx ở các vị trí octo, meta, para ( x ứng với các

vị trí

octo, meta, para

b Để nói lên mối liên hệ giữa vận tốc thế ở vị trí para với vận tốc thế ở vị trí meta người ta dùng hằng số gọi là yếu tố chọn lựa ( kí hiệu là Sf).Tính Sf của

phản ứng trên

2 Một trong những phương pháp tổng hợp Piriđoxin (có trong thành phần của

vitamin B6 ) là đi từ CH3COCH2COCH2OC2H5 và H2N-COCH2CN.Hãy hoàn thành sơ đồ tổng hợp Piriđoxin:

3 Cấu tạo của hợp chất K (tách từ quả hồi) đã được xác định theo sơ đồ phản ứng

b Hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp ra K từ những hợp chất chứa không quá 4C

Câu 9: Cân bằng hóa học

Cho phản ứng PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k)

Cho các giá trị nhiệt động học ở 250C, áp suất 1 atm

0

T H

 KJ.mol-1 -374,5 - 287,0 0 0

T

S JK-1.mol-1 364,2 311,8 223,1

1 Tính hằng số cân bằng KP ở 1800C.Giả thiết nhiệt độ chênh lệch so với

250C không ảng hưởng gì đến  H và  S của phản ứng

2 Đưa vào bình chân không dung tích 5 lít 15 gam PCl5 Đậy kín bình và nung nóng đến 1800C Tính độ phân huỷ  của PCl5 và áp suất tổng của bình.Nếu bình

có thể tích 10 lít thì độ phân huỷ  của PCl5 và áp suất tổng của bình là bao nhiêu

3 Cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng nào nêu ta thêm khí Ne vào bình ở cùng

nhiệt độ và dung tích bình không đổi.Cho M PCl5= 208,5

kÕt tña n©u

Viết phương trình ion của các phản ứng xảy ra theo sơ đồ trên

b.Hãy cho biết từ tính của hợp chất A, dùng thuyết lai hóa để giải thích

2.Cho các ion phức : [NiSe4]2- ; [ZnSe4]2- Trên cơ sở thuyết lai hóa, hãy giải thích sự hình thành liên kết trong các ion phức trên và cho biết từ tính của chúng Biết rằng, tương tác của các ion trung tâm với phối tử là tương tác mạnh

S SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BẮC NINH

T TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINH

ĐÁP ÁN ĐỀ THI

ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG DUYÊN HẢI

BẮC BỘ NĂM 2015 MÔN: HOÁ HỌC LỚP 11

Thời gian làm bài 180 phút

Câu 1 :

1 (1 điểm)

Phản ứng phân hủy xiclobutan thành etilen: C4H8 2C2H4 có hằng số tốc độ

k = 2,48.10-4 s-1 ở 438C Tính thời gian để tỉ số mol của C2H4 và C4H8 :

2 3 4

6 2 3

4

3 4

4 3 2 1

CH H

CH

H CH H

CH

H H C CH

CH

H CH CH

k k k k

2

][][

CH k dt

k

k k k

Gọi số mol xiclobutan ban đầu là a (mol), số mol xiclobutan phản ứng tại thời điểm t

là x (mol) Từ đó ta có mối liên hệ giữa hằng số k và thời gian phản ứng t:

4 2

4 2

[]

[

3 4 2

[

4 3 2 1

[

4 3 2

1   





v v v v

3 2

v v

v v

1 4

3 2

3

]][

[][

][][

k H CH k

CH

k H k CH

3 3

2 4 1

k

k k k

=> [ ] 1 3 [ 4]

k k

k k

CH  Thay vào (*) ta được:

2

4 4

3 2 1 4

4 2

3 1 4 2 6 2

][]

[]

[][

CH k

k k k CH

k k

k k CH k dt

H C d





3 4 6

2

][][

CH k dt

k

k k k

k  (đpcm) (0,75đ)

3 4 6

2

][][

CH k dt

2.Tính độ tan của Cr(OH)3? (2đ)

(coi như khi kết tủa hoàn toàn nồng độ cation còn lại là 10-6 M)

pKs của Cr(OH)3 = 29,8; Cr(OH)3↓ = H+ + CrO2- + H2O K = 10-14

[Cr3+] + [CrOH2+] = 10-6 M

→ [Cr3+] =

3 6

Ta được cân bằng: Cr(OH) ¯3 ƒ CrOH2+ + 2 OH- (1) có K1 = 10-19,6

So sánh các cân bằng, nhận thấy tính độ tan theo các cân bằng sau:

Cr(OH) ¯3 ƒ CrOH2+ + 2 OH- K1 = 10-19,6

H2O ƒ H+ + OH- Kw = 10-14

Cr(OH)3↓ ƒ H+ + CrO2- + H2O K3 = 10-14

Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ, ta có:

[OH-] = 2.[CrOH2+] + [H+] - éêCrO-2ùú

ë û = 1 2

2K[OH ]- + Kw

[OH ]- - 3

w

K [OH ]K

+ 1

2

K[OH ]- = 5,8.10-7 M (0,25đ)

Câu 3:

1.Biểu diễn sơ đồ pin được ghép bởi 2 cặp CrO42-/CrO2¯ và NO3/NO

- ở điều kiện tiêu chuẩn

- ở điều kiện CrO42- 0,010M, CrO2¯ 0,025M, NO3- 0,15M , pNO = 1 atm

E   = - 0,13 V; 2,303RT

F = 0,0592;

2 50ml dung dịch hỗn hợp A gồm : Ni(NO3)2 10-3 M, Co(NO3)2 10-1M, HNO3 10-2 M,

CH3COONa 1,174.10-2 M Điện phân dung dịch A với cường độ dòng I = 1,5A; bình điện phân có điện trở R = 0,45Ω, hai cực làm bằng Pt

a Cho biết thứ tự các quá trình xảy ra trên catot Tính điện áp tối thiểu cần tác dụng vào bình điện phân để quá trình điện phân đầu tiên xảy ra

b Có khả năng tách riêng hai kim loại Ni, Co ra khỏi nhau hay không?

c Tính thời gian điện phân và pH của dung dịch điện phân khi ion thứ nhất đã điện phân được 10%

CrO- + 4 H2O + 3e ƒ Cr(OH)3 + 5 OH- K4 =

0 2 CrO 4 / Cr ( OH )3

3E 0,0592

x x x

( coi như áp suất H2 là 1 atm)

Khi kể đến quá thế trên catot:

2

' 2H /H

E  = -0,5264 V

Vậy thứ tự điện phận trên catot là : Co2+ , Ni2+, H+ (0,25đ)

- Xét quá trình xảy ra trên anot : NO3-, CH3COO-, H2O

2Co(NO3)2 + 2H2O dpdd 2Co + 4 HNO3 + O2

điện áp tối thiểu cần tác dụng : Vp/c = U = Ea – Ec + I.R

Vậy không thể tách riêng hai kim loại ra khỏi nhau được.(0,25đ)

c - Khi Co2+ điện phân được 10% thì số mol Co2+ đã bị điện phân là : 0,01 0,05= 5.10-4(mol) số mol electron trao đổi là : 5.10-4.2 = 1.10-3 ( mol)

Xét cân bằng : CH3COOH ƒ CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76

x x x

Khi phân tích nguyên tố các tinh thể ngậm nước của một muối tan A của kim loại X,

người ta thu được các số liệu sau:

N nguyên tố cacbon oxi lưu huỳnh nitơ hiđro

% khối lượng trong muối 0,00 57,38 14,38 0,00 3,62

Theo dõi sự thay đổi khối lượng của A khi nung nóng dần lên nhiệt độ cao, người ta thấy rằng, trước khi bị phân hủy hoàn toàn, A đã mất 32% khối lượng

Trong dung dịch nước, A phản ứng được với hỗn hợp gồm PbO2 và HNO3

(nóng), với dung dịch BaCl2 tạo thành kết tủa trắng không tan trong HCl

Hãy xác định kim loại X, muối A và viết các phương trình phản ứng xảy ra Biết X không thuộc họ Lantan và không phóng xạ

Hướng dẫn chấm:

Biện luận được X là Mn; A là MnSO4.4H2O (1,5đ)

Viết phương trình phản ứng (0,5đ)

2MnSO4 + 5PbO2+ 6HNO3 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O

MnSO4 +BaCl2  BaSO4 + MnCl2

Câu 5: (sơ đồ biến hóa, cơ chế phản ứng đồng phân lập thể, danh pháp)

1 (1 điểm) Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau và cho biết cấu trúc các hợp chất

A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L và M, biết rằng E và F là đồng phân của nhau,

CH3SO2Cl(C2H5)3N

1 H2,Pd/C

2 CF3COOH3.NaHCO3

L

M

2.(0,5 điểm) Styryllacton được phân lập từ thực vật có công thức (hình bên)

O

OO

3 4 5 6 7

Br

Hướng dẫn chấm :

1

Viết công thức cấu dạng các cặp đồng

phân đối quang và gọi tên styryllacton

theo danh pháp IUPAC

của nó

O OC(CH 3 ) 3

OH

NH

O OC(CH3)3

OH

NH

O OC(CH 3 ) 3

OSO2CH3

CH3SO2Cl (C2H5)3N

H

NH

O OC(CH3)3OSO 2 CH 3

1 H2,Pd/C

2 CF3COOH 3.NaHCO3

L

M

NH

O OC(CH 3 ) 3

NH

O OC(CH3)3

5 6 7 8 HO

H5C6 O

O

O O

O

1

2

3 4

5 6

1

2 3 4

7 8

Br

N

O C

Câu 2: Tổng hợp các chất hữu cơ, so sánh nhiệt độ sôi, Nhiệt độ nóng chảy, Tính Axit- Bazơ.(2 điêm)

1.(1điểm) Axit abxixic thuộc loại sesquitecpenoit có nhiều trong giới thực vật Một

trong những cách để tổng hợp axit abxixic là đi từ axeton như sau:

3CH3COCH3 NaNH2 A -2 H2O B (C9H13O)

etylenglicolp-CH3C6H4SO3H

Tiếp theo sẽ nối mạch để tạo thành axit:

Metyl-3-metylpent-2Z-en-4-inoat LDA H (Li+C7-H7O2) + G I (C18H22O5Li)

O

OH

COOH

c Viết công thức cấu trúc của các chất từ A đến M

d Axit abxixic có tính quang hoạt không? Có cấu hình như thế nào?

2.(0,5 điểm).So sánh nhiệt độ sôi của các chất sau , giải thích :

NHN

(B) (B) (C) (D) (E).

3. S¾p xÕp sù t¨ng dÇn tÝnh baz¬ (cã gi¶i thÝch) cña c¸c chÊt trong tõng d·y sau: (c) CH3-CH(NH2)-COOH,(A) CH2=CH-CH2-NH2(B), CH3-CH2-CH2-NH2(C) , CH  C-CH2-NH2(D)

(d) -NH-CH3 , -CH2-NH2 , C6H5-CH2-NH2, p-O2N-C6H4-NH2

HOO

CH3H

COOCH3

C OH

COOCH3

O

COOCH3OH

H

HL

A phân tử không phân cực nhưng do khối lượng phân tử lớn hơn D

D Có nguyên tử O vừa gây hiệu ứng liên hợp dương (+C), vừa gây hiệu ứng cảm ứng âm (-I), kết quả momen lưỡng cực nhỏ, đồng thời phân tử khối nhỏ hơn A.vì vậy nhiệt độ sôi của D thấp nhất

b.O2N- -NH2< -CH2-NH2 < -CH2-NH2 < -NH-CH3

Nhóm p-O2N-C6H4- Nhóm -C6H4-CH2- Nhóm -CH2-C6H11 Nhóm C6H11

Hút electron mạnh do Hút electron yếu đẩy e làm và -CH3đẩy e

có nhóm -NO2 (-I -C) mật độ e trên Amin bậc 2

làm giảm nhiều mật nhóm NH2

độ e trên nhóm NH2

Câu 3:( Nhận biết, Tách chất, Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ)

1 Bằng phản ứng hóa học, phân biệt các chất trong từng cặp sau :

a Axit aspartic và axit suxinic b Phenylalanin và tyrosin

D- Mannopiranozomannozidaza

f ructozidaza

Disaccarit B+

2,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-mannopiranozo

2,3,6- Tri- O- metyl- D-galactopiranozoD- Fructof uranozo

a.Xác định cấu trúc và gọi tên M

b.Trong dung dịch nước , α – D- mannopiranozo có thể chuyển hóa một phần

thành β- D- mannofuranozo Viết cơ chế chuyển hóa đó

c.Từ β- D- mannofuranozo và β- D- fructofuranozo có thể tạo ra các metyl

glicozit tương ứng Viết các phương trình phản ứng và dự đoán phản ứng nào xảy

ra nhanh hơn

Hướng dẫn giải:

1.( 0,5 điểm)

a.Dùng ninhidrin cho màu tím nhận ra Axit aspartic

b.Tyrozin có phản ứng màu với FeCl3 như phản ứng của phenol

c.Threonin chứa nhóm CH2OH có phản ứng iodofom (dùng I2/NaOH tạo CHI3)

2 .( 0,5 điểm)

Phương pháp sắc kí trao đổi ion dùng một cột chứa nhựa trao đổi ion có nhóm mang

điện tích trên bề mặt, chẳng hạn dùng RSO3Na trao đổi Na+ với aminoaxit mang điện

tích dương trong axit để aminoaxit là cationic Tốc độ chuyển động từ trên xuống phụ

thuộc vào biên độ điện tích dương ở trên aminoaxit Chẳng hạn aminoaxit bazơ là

lysin, arginin và histidin có điện tích +2 ở pH= 3 và thế Na+ Aminoaxit bị hút mạnh

hơn, chuyển động chậm hơn và dừng lại trên cột Aminoaxit có điện tích +1 kém chặt

hơn, chuyển động nhanh hơn và hấp phụ ở cuối cột Axit glutamic và aspartic có +1

chuyển động với tốc độ nhanh xuống cuối cột Xử lí các dịch chiết ra, phân tích phân

đoạn và phân tích trên máy phân tích aminoaxit

D- Mannopiranozo

2 H3O+

2,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-galactopiranozo

1,3,4,6- Tetra- O- metyl- D-f ructof uranozo

Chứng tỏ đissaccarit A chứa 2 đơn vị monosaccarit là α-D-galactopiranozo và

β-D-fructofuranozo liên kết với nhau bằng liên kết glicorit giữa C1 của

α-D-galactopiranozo với oxi ở C2 của β-D-fructofuranozo (C1 - O- C2)

Vậy M chứa 3 đơn vị monosaccarit là α-D-galactopiranozo và β-D-fructofuranozo

và α- D- mannopiranozo

Lại có thủy phân M bằng β- fructozidaza thu được đissaccarit B và

β-D-fructofuranozo, metyl hóa đissaccarit B trong môi trường kiềm rồi axit hóa thu

được 2,3,4,6-tetra-O-metyl-2 đơn vị monosaccarit là α-D-galactopiranozo và

2,3,6-Tri-O-metyl galactopiranozo, chứng tỏ B 2 đơn vị monosaccarit là

α-D-galactopiranozo α-D-mannopiranozo bằng liên kết glicorit 1,4 ( C1 của

mannopiranozo với O-C4 của α-D-galactopiranozo)

Vậy công thức của M là:

O HO

HO

HO OH

HO

HO

HOOH

O

CHO

OH OH

HOHO

CH2OH

HO

HO

OOH

3 Từ β- D- mannofuranozo và β- D- fructofuranozo có thể tạo ra các metyl glicozit tương ứng như sau:

HO

OH OH

OH HO

HO

O OH

CH3OH

H+

HO HO

OH

OCH3

Phản ứng (1) diễn ra chậm hơn, phản ứng (2) xảy ra nhanh hơn

Câu 4: (Hữu cơ tổng hợp) ( 2 điểm)

1 Đối với phản ứng clo hóa toluen trong axit axetic ở 250 C, vận tốc tương đối (k

toluen/k benzen là 344.Tỉ lệ các đồng phân clotoluen là: % sản phẩm vị trí octo là 59,8%;% sản phẩm vị trí meta là 0,5%; % sản phẩm vị trí para là 39,7%;

a.Hãy tính yếu tố vận tốc phần fx ở các vị trí octo, meta, para ( x ứng với các vị trí octo, meta, para

b.Để nói lên mối liên hệ giữa vận tốc thế ở vị trí para với vận tốc thế ở vị trí meta người ta dùng hằng số gọi là yếu tố chọn lựa ( kí hiệu là Sf).Tính Sf của

phản ứng trên

2 Một trong những phương pháp tổng hợp Piriđoxin (có trong thành phần của

vitamin B6 ) là đi từ CH3COCH2COCH2OC2H5 và H2N-COCH2CN.Hãy hoàn thành sơ đồ tổng hợp Piriđoxin:

3 Cấu tạo của hợp chất K (tách từ quả hồi) đã được xác định theo sơ đồ phản ứng

fx k tuong dôi % dong phan x.

so luong cac vi tri x trong vong

2 .( 0,5 điểm)

O

O O

CN

CH2OC2H5

O H

HO OH

HO

O

COOH

HO OH

O O OH

COOH

HO OH

O O OMe

CH 3 OH

H+

HIO 4

CHO OHC

COOH O O OMe

b Hãy viết sơ đồ phản ứng tổng hợp ra K từ những hợp chất chứa không quá 4C