3 đáp án hoá 11

Từ hai thể tích như nhau của cacbon monooxit và hơi nước ở điều kiện trên xác định thành phần hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng được tạo thành theo phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2 Chuyê

Chú ý: Các đáp án và bước chấm chỉ mang tính tương đối, học sinh có thể làm theo cách khác nếu đúng và lập luận đầy đủ vẫn cho điểm tối đa.

Kính mong quý thầy cô đóng góp ý kiến cho đề và hướng dẫn chấm hợp lý và khoa học hơn Trân trọng cảm ơn.

Câu 1 (2.5 điểm) Nhiệt – cân bằng hóa học.

1 Tính ∆H0 của phản ứng sau ở 2000C: CO (khí) + 1

2O2 (khí)€ CO2 (khí), biết ở 250C Nhiệt hình thành chuẩn

0

p

C (Jmol-1K-1)

(Chuyên Chu Văn An- Lạng Sơn)

2 Ở 1396K và áp suất 1,0133.105 N.m-2, độ phân li của hơi nước thành hiđro và oxi là 0,567.10-4; độ phân li của cacbon đioxit thành cacbon monooxit và oxi là 1,551.10-4 Từ hai thể tích như nhau của cacbon monooxit và hơi nước ở điều kiện trên xác định thành phần hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng được tạo thành theo phản ứng:

CO + H2O ƒ H2 + CO2

( Chuyên Lê Quý Đôn- Điện Biên)

Hướng dẫn chấm

1.

∆H0298 = ∆H0298,ht(CO2) - ∆H0298,ht(CO) = − 393,51 − (− 110,52) = − 282,99 (kJ)

∑1,0 0,25

∆C0p = C0p(CO2) − [C0p(CO) + 1/2C0p(O2)] = − 13,01 + 27,76 10−3 T (J.K−1) 0,25

∆H0473 = ∆H0298 +

473 0

298

p C

∆

473

298∫ (− 13,01 + 27,76 10− 3 T)dT

∆H0473= − 283394 J.mol− 1 hay −283,394 kJ.mol− 1

0,5

2 Theo phương trình phản ứng: CO + H2O ƒ H2 + CO2, ta có hằng số cân bằng:

2

CO H p

CO H O

P P

K =

P P (a) Giá trị hằng số cân bằng của phản ứng này có thể tính từ hằng số phân li của hơi nước

và hằng số phân li của cacbon đioxit:

2H2O ƒ 2H2 + O2 2 2

2

2

2

O H p,H O 2

H O

P P

P (b)

2CO2 ƒ 2CO + O2 2

2

2

2

O CO

CO

P P

P (c)

∑1,5

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG

LẦN THỨ XII

HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN: HÓA – LỚP 11

Ngày thi: 31 tháng 7 năm 2016 Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)

(Đáp án đề thi có 12 trang)

Chia vế (b) cho (c), dễ dàng suy ra

2

2

p,H O p

p,CO

K

K =

* Xác định các hằng số cân bằng:

Gọi độ phân li của hơi nước là α1 = 0,567.10-4;

2H2O ƒ 2H2 + O2 Ban đầu 2 0 0 (mol) Phân li 2α1 2α1 α1

Cân bằng 2(1 - α1) 2α1 α1

Tổng số mol hỗn hợp ở trạng thái cân bằng: 2 + α1

→ 2

1

H O

1

2(1-α )

2+α , 2

1 H

1

2α

P =P 2+α , 2

1 O

1

α

P =P 2+α (e) Thay (e) vào (a) với lưu ý α1= 1, ta có:

1

2

3

p,H O

Pα

1, 0133.10 (0,567.10 )

2

−

= 0,923.10-8

0,25

Với cách tính hoàn toàn tương tự nhận được:

2

3 2 p,CO

Pα

2 =

1,0133.10 (1,551.10 )

2

−

Vì phản ứng tạo hỗn hợp khí xảy ra ở điều kiện thể tích không đổi nên nồng độ

của các chất phản ứng có thể biểu diễn bằng bất kì đơn vị nào Trong trường hợp này,

thuận tiện nhất là biểu diễn nồng độ bằng phần trăm thể tích Phần trăm thể tích ban

sinh ra ở trạng thái cân bằng, theo phản ứng:

CO + H2O ƒ H2 + CO2

ta có:

2

x

0,5

Câu 2 (2.5 điểm) Dung dich điện li ( chuẩn độ, cân bằng dung dịch).

1 Một dung dịch chứa 530 milimol thiosunfat và một lượng chưa xác định kali iodua Chuẩn

độ dung dịch này với bạc nitrat, đã dùng 20 milimol bạc nitrat trước khi bắt đầu vẩn đục Tính số mol KI Biết thể tích phản ứng là 200ml

Ag(S2O3)23- Ag+ + 2S2O32- (aq) Kd = 6.10-14

AgI Ag+ (aq) + I- (aq) Ksp = 8,5.10-17

( Chuyên Bắc Kạn)

2 Thêm dần dung dịch Pb(NO3)2 vào 20,00 mL hỗn hợp gồm Na2SO4 0,020 M; Na2C2O4

vàng của PbI2 thì dùng hết 21,60 mL Pb(NO3)2 Bằng các phép tính cụ thể, hãy cho biết:

a Thứ tự xuất hiện các kết tủa?

b Nồng độ của dung dịch Pb(NO3)2?

Cho biết: pKs(PbSO )4 = 7,66;

3 2

s(Pb(IO ) )

2

s(PbI )

2 4

s(PbC O )

Chấp nhận bỏ qua các quá trình phụ của các ion

(Chuyên Lào Cai)

Hướng dẫn chấm

1.

Ta có: Ag+ + 2S2O32- (aq) Ag(S2O3)23- Kd-1 = 1,667.1013

20 → 2.20 → 20 milimol

Ta thấy hằng số tạo phức rất lớn nên hầu hết Ag+ thêm vào sẽ tạo phức với S2O32-

[Ag(S2O3)23-] = 20/200 = 0,1M

→ Số mol S2O32- tự do là: 530 – 2.20 = 490 mmol

[S2O32-] = 490/200 = 2,45M

Tính nồng độ Ag+ tự do:

Ag(S2O3)23- Ag+ + 2S2O32- (aq) Kd = 6.10-14

Kd =

] ) (

[

] ].[

[

3 2 3 2

2 2 3 2

−

− +

O S

Ag

O S

Ag

= 6.10-14 →[Ag+] = 10-15

Khi bắt đầu vẩn đục ta có:

17

10

10 5 , 8 ]

− + =

Ag

K sp

= 8,5.10-2M

→ số mol của KI = 8,5.10-2 200 = 17 mmol

∑1,25

0,25

0,5

0,5

2.

a Để bắt đầu có kết tủa:

PbSO4 thì 2+

-7,66

-6

Pb (1)

10

0,02

≥ PbC2O4 thì 2+

-10,05

-8

Pb (2) 3

10

5,0.10−

≥ PbI2 thì 2+

-7,86

-4

Pb (3) 3 2

10

(9, 7.10 )−

≥ Pb(IO3)2 thì 2+

-12,61

-7

Pb (4) 2

10

(0,001)

≥

PbCl2 thì 2+

-4,8

-3

Pb (5) 2

10

(0,05)

≥

2+

Pb (2)

C < CPb (4) 2+ < CPb (1) 2+ < CPb (3) 2+ < CPb (5) 2+ →Thứ tự kết tủa:

PbC2O4, Pb(IO3)2, PbSO4 đến PbI2 và cuối cùng là PbCl2

b Khi PbI2 bắt đầu kết tủa (coi như I- chưa tham gia phản ứng) thì:

4

2+

-7,66 s(PbSO )

Pb (3)

(S là độ tan của PbSO

4

trong dung dịch bão hòa) Như vậy PbC

2

O

4

, Pb(IO

3

)

2

và PbSO

4

đã kết tủa hết

2-2 4

C O

-3

IO

2-4

SO

∑1,25

0,25

0,25

0,25

0,5

Câu 3 (2.5 điểm) Nitơ – photpho, Cacbon – silic.

1 Bột Talc (bột tan) là loại khoáng chất tự nhiên, màu trắng đã được nghiền nhỏ, được ứng

dụng làm phụ gia cho nhiều ngành công nghiệp như: giấy, sơn, cao su, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, sứ, dây cáp điện … Thành phần của bột Talc gồm Mg (19,05%); Si(29,63%) theo khối lượng, còn lại là H và O Xác định công thức của bột Talc

2 A, B, C, D, E, F là các hợp chất có oxi của nguyên tố X và khi cho tác dụng với NaOH đều

đại và 2 lần số oxi hóa âm là -1 Biết rằng dung dịch mỗi chất A, B, C trong dung môi nước làm quỳ tím hóa đỏ Dung dịch E, F phản ứng được với dung dịch axit mạnh và bazơ mạnh Hãy lập luận để tìm các chất trên và viết phương trình phản ứng

(Chuyên Hạ Long- Quảng Ninh)

Hướng dẫn chấm

1.

∑1,0 0,25

Bột talc là khoáng chất tự nhiên nên cả 4 nguyên tố đều ở trạng thái số oxi hóa bền Áp

dụng định luật vảo toàn điền tích ta có:

0,25

Lập hệ và gải hệ phương trình:

x y 51,32

x 50,79

y 0,529

=>

=







0,25

Công thức của bột talc là: Mg3Si4O12H2

0,25

2 Ta có: A: H3PO4 B: HPO3 C: H4P2O7

D: P2O5 E: NaH2PO4 F: Na2HPO4

Z: Na3PO4

∑1,5 0,5

Phương trình phản ứng

H3PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O

HPO3 + NaOH → Na3PO4 + H2O

H4P2O7+ NaOH → Na3PO4 + H2O

P2O5+ NaOH → Na3PO4 + H2O

NaH2PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O

Na2HPO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O

NaH2PO4 + HCl → NaCl + H3PO4

Na2HPO4 + HCl → NaCl + H3PO4

1,0

Câu 4 (2.5 điểm) Hiệu ứng cấu trúc.

1 Axit fumaric và axit maleic có các hằng số phân li nấc 1 (k 1 ), nấc 2 (k 2) Hãy so sánh các cặp hằng số phân li tương ứng của hai axit này và giải thích

(Chuyên Sơn La)

2 Sắp xếp các chất sau theo chiều tính bazơ tăng dần và giải thích:

NH2 H3C N CH3 N N

CH3

H3C CH3 H3C CH3

CH3

H3C

3 Hai hợp chất hữu cơ đa chức A và B đều có công thức phân tử C5H6O4 và là đồng phân lập thể của nhau Cả A, B đều không có tính quang hoạt, A có nhiệt độ sôi thấp hơn B A, B đều tác dụng với NaHCO3 giải phóng khí CO2 Khi hiđro hóa A hay B bằng H2 với xúc tác Ni được hỗn hợp

X, gồm các chất có công thức C5H8O4 Có thể tách X thành hai dạng đối quang của nhau

(a) Lập luận xác định cấu tạo của A và B

(b) Viết công thức Fisher của hai dạng đối quang của X

( Chuyên Hà Giang)

Hướng dẫn chấm

1

H

H HOOC

H HOOC

H

H

- OOC

OH O

OOC

H

O OH

M Axit maleic M , M ,,

+ k1(M) > k1(F) là do M có khả năng tạo liên kết hidro nội phân tử, liên kết O-H của M

trong quá trình phân li thứ nhất phân cực hơn so với F và bazơ liên hợp M' cũng bền hơn F'

+ k2M < k2F ) là do liên kết hidro nội phân tử làm cho M' bền, khó nhường proton hơn so

với F' Ngoài ra, bazơ liên hợp M'' lại kém bền hơn (do năng lượng tương tác giữa các

nhóm -COO- lớn hơn) bazơ liên hợp F''

∑1,0

0,5

0,25

0,25

2 Tính bazơ tăng dần: (1) < (2) < (3) < (4)

+ Cặp e không liên kết trên N của anilin liên hợp vào vòng thơm nên làm giảm mật độ e

trên N

+ Hợp chất (2) có 2 nhóm metyl gây hiệu ứng cảm ứng dương làm tăng tính bazơ so với

(1) nên tính bazơ mạnh hơn 1 (nhóm phenyl có cấu trúc phẳng nên có hiệu ứng che chắn

không gian thấp hơn so với gốc no)

+ Hợp chất (3) có 1 nhóm metyl ở vị trí ortho nên gây hiệu ứng đẩy với nhóm metyl liên

kết với N làm giảm tính đồng phẳng các obital tham gia liên hợp giữa N và vòng thơm

nên tính bazơ mạnh hơn (2)

N

CH3

CH 3

CH 3

Gi¶m tÝnh song song

Hợp chất (4) có 2 nhóm metyl ở vị trí ortho nên gây hiệu ứng đẩy với 2 nhóm metyl liên

kết với N nên tính song song của các obital liên hợp giảm mạnh hơn so với (3) Chính vì

vậy tính bazơ của (4) lớn hơn (3)

Ghi chú: Theo tài liệu tra cứu Kb của các chất (1), (2), (3),(4) tương ứng:

3,83.10-10; 1,15.10-9; 7,3.10-9; 1,02.10-8

∑0,75 0,25

0,25

0,25

3.

a A, B là hợp chất hữu cơ đa chức và đồng phân lập thể của nhau đều tác dụng với

NaHCO3 giải phóng CO2, vậy A, B là axit hai lần axit Khi hidro hóa cho ra hỗn hợp X

có 2 dạng đối quang của nhau Vì nhiệt độ sôi của A thấp hơn B (do tạo liên kết hidro

nội phân tử) nên A phải có cấu hình cis.

∑0,75

COOH HOOC

H HOOC

CH3

COOH

H

CH2COOH

CH3 H HOOC

CH2COOH

0,5

0,25

Câu 5 (2.5 điểm) Cơ chế hữu cơ.

1 Cho sơ đồ chuyển hóa sau:

OH

H3C C

H3C

CH2 /H2SO4

A H2, Ni, p B

CrO3

C

1 CH3MgBr

2 H2O OH

H3C

t 0 , H +

-H2O D

1 O3

2 H2O/Zn

E

a Xác định công thức các chất A, B, C, D, E.

b Cho biết cơ chế phản ứng từ phenol tạo ra chất A.

( Chuyên Cao Bằng)

2 Hợp chất 2-cloroxiclohexanon tác dụng với dung dịch NaOH loãng cho axit

xiclopentancacboxylic Viết cơ chế giải thích

( Chuyên Nguyễn Tất Thành- Yên Bái)

3 Người ta tổng hợp tổng hợp chất A từ chất B Biết hai chất A và B có công thức cấu tạo

COCH3

(A)

HO

(B)

Viết cơ chế phản ứng tổng hợp chất A từ chất B

( Chuyên Tuyên Quang)

Hướng dẫn chấm

1 a Công thức các chất A, B, C, D, E

HO

H3C C

H3C

CH2

H +

OH

H2, Ni, p

OH

CrO3

O

1 CH3MgBr

2 H2O

OH

H3C

t, H +

-H2O

CH3

1 O3

2 H2O/Zn

O

O

∑1,0

0,75

b Cơ chế phản ứng

+ H +

H

OH

+

OH

OH

H

OH

+ H +

Tạo tác nhân:

Giai đoạn 1:

Giai đoạn 2:

0,25

2.

0,75

3 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất A từ chất B

HO

B

H +

- H 2 O

COCH3

A

HOH

0.75

Câu 6 (2.5 điểm) Xác định cấu trúc hợp chất hữu cơ.

1 Limonen là một monotecpen hidrocacbon quang hoạt cĩ nhiều trong tinh dầu cam, chanh

Ozon phân oxy hĩa limonen thu được X (C9H14O4) X tham gia phản ứng idofom tạo thành axit

(R)-butan-1,2,4-tricacboxylic

a Xác định cấu trúc của limonen biết khi hidro hĩa limonen thu được sản phẩm khơng cĩ

tính quang hoạt

b Cho limonen tác dụng với CH2I2 cĩ mặt xúc tác Zn-Cu thu được sản phẩm Y Biểu diễn các đồng phân cấu hình cĩ thể cĩ của Y.

( Chuyên Lê Hồng Phong- Nam Định)

2 Từ tinh dầu bạc hà người ta tách được (-)-menton (trans-2-isopropyl-5-metylxiclohexanon)

Khi chế hĩa (-)-menton với axit hoặc kiềm, nĩ chuyển một phần thành xeton đồng phân (+)-isomenton Khi chế hĩa (-)-menton với anhiđrit axetic trong dung dịch natri axetat thì thu được hai đồng phân A và B cĩ cơng thức phân tử C12H20O2

a Vẽ các cấu trúc đồng phân lập thể của (-)-menton.

b Dùng cơng thức cấu trúc giải thích sự tạo thành (+)-isomenton, A và B từ (-)-menton.

(Vùng cao Việt Bắc- Thái Nguyên)

Hướng dẫn chấm

1.

axit (R)-butan-1,2,4-tricacboxylic

X có 3 khả năng:

Limonen là một monotecpen → phân tử có 10C

∑1,5

0,25

+ X có 9 C, hơn nữa limonen là hidrocacbon → Phân tử limonen phải có 1 nối đôi trong

vòng 6 cạnh và 1 nối đôi đầu mạch

Xét các cấu trúc khả dĩ của limonen từ X 1

không quang hoạt

+ Xét các cấu trúc khả dĩ của limonen từ X 2

Chỉ có cấu trúc đầu tiên thỏa mãn điều kiện của sản phẩm hidro hóa limonen không

quang hoạt

+ Xét các cấu trúc khả dĩ của limonen từ X 3

không quang hoạt

=> Vậy limonen có cấu trúc:

0,25

0,25

0,25

0,25

2 a.

O O

III IV

∑1,0

0,5

(-)-Menton bị enol hóa, C2 có lai hóa sp3 trở thành lai hóa sp2, khi trở lại xeton C2 có lai

hóa sp3 với cấu hình S (ở I) hoặc R (ở III):

I có 2 dạng enol, phản ứng không thuận nghịch với Ac2O tạo ra 2 este đồng phân A và B

O O

NaAcO

Ac2O

-NaAc

2 O -NaAc

B

0,25

0,25

Câu 7 (2.5 điểm) Tổng hợp hữu cơ.

1 Propanolol dùng làm thuốc chống tăng huyết áp, được tổng hợp theo sơ đồ sau:

Propen + Cl2 450 C o → A A + CH3COOOH → B

B + α-naphtol OH−→ C Propen + HCl → D

D + NH3 →1:1 E C + E → Propanolol

Sử dụng công thức cấu tạo để hoàn thành các phản ứng trên

2 Từ các hợp chất hữu cơ có số C ≤ 4 cùng điều kiện thí nghiệm cần thiết hãy viết sơ đồ tổng

hợp chất các chất sau:

( Chuyên Thái Nguyên)

Hướng dẫn chấm

1.

+Cl2 450oC Cl +HCl

(A)

Cl + CH

3 COOOH

+ CH3COOH O

Cl

(B)

∑1,25

0,5

+ O

Cl

O

O + HCl (C)

+ HCl

Cl

(D)

0,25

Cl

+ NH 3

NH 2

+ HCl (E)

O

OH

NH +

Propanolol

0,5

0,75

Sơ đồ tổng hợp chất (II).

0,5

Câu 8 (2.5 điểm) Tổng hợp vô cơ.

1 Trộn 200 gam PCl5 với 50 gam NH4Cl trong bình kín dung tích 2,0 lít và đun trong 8 giờ ở

400OC Làm nguội đến 25OC thì áp suất trong bình là 45,72 atm Hấp thụ khí tạo ra bằng H2O thu

cho giá trị 340 ± 15 g/mol

a Xác định công thức phân tử A

b Nêu cấu trúc A.

( Chuyên Hùng Vương- Phú Thọ)

2 Trong những năm gần đây, hợp chất của nguyên tố (nhẹ) X với hiđro đã nhận được sự chú

có khả năng sinh ra hidro

- Đun nóng A cho hợp chất rắn C và khí D (khí D làm xanh quì tím ẩm)

- Đun nóng một hỗn hợp gồm A và B (có tỉ lệ số mol nA: nB = 1:2) trong điều kiện xúc tác thích hợp, các phản ứng xảy ra theo sơ đồ tổng quát:

Quá trình trên giải phóng hiđro và làm tổng khối lượng bị mất là 10,256% (không tính đến các hao hụt khác)

- Thủy phân các chất A, C, E đều tạo thành F và D

- G là hợp chất chỉ chứa 2 nguyên tố X và Y, có tổng số nguyên tử bằng 4 Anion tạo ra từ G

a Tìm công thức của A, B, C, D, E, F, G và I

b Viết các phương trình hóa học xảy ra.

( Chuyên Vĩnh Phúc)

Hướng dẫn chấm

1 a PCl5

200

50

53,5

Tỷ lệ số mol phản ứng = 1 : 1

0, 08205 298

×

0,9346

108,42

0,9346

n = 0,9346 (mol) M

Vậy công thức A theo lý thuyết : PNCl2

∑1,0

0,5

0,25

b Do KL mol của A thực tế gấp 340 15

116

± = 3 lần KL mol theo lý thuyết nên thực tế A tồn tại dưới dạng trime

0,25

2.a Ta có: 2A → C + D

D + B → A + H2

C + B → E + H2

⇒ A + 2B → E + 2H2

1mol 2 mol 2 mol

- Khối lượng hỗn hợp của A và B theo tỉ lệ mol 1: 2 phản ứng sinh ra khí H2 Khối

lượng bị mất 10,4% là khối lượng khí H2

∑1,5

0,5

P

P

P Cl

Cl Cl

+ 2M = 2.2.100=39

10.256

M

Với A: XYH2 và B : XH

Ta có (MX +MY +2 ) + 2×(MX +1) = 39 ⇒ 3MX +MY = 35

nguyên tố nhẹ ⇒ Y là nguyên tố N (MY = 14) ⇒ MX = 7 ⇒ X là nguyên tố Li

A : LiNH2 B : LiH D : NH3

A + 2B → E + 2H2 ⇒ E: Li3N

⇒ C: Li 2 NH

- G là hợp chất chỉ chứa 2 nguyên tố X và Y, có tổng số nguyên tử bằng 4 Anion tạo ra từ G đẳng electron với CO2

→ G: LiN 3

LiN3

o

t

0,5

b Phương trình phản ứng

2 LiNH2 →t o Li2NH + NH3

(A) (C) (D)

NH3 + LiH → LiNH2 + H2

Li2NH + LiH → Li3N + H2

LiNH2 + H2O → LiOH + NH3

(A) (F) (D)

Li2NH + 2H2O → 2LiOH + NH3

(C) (F) (D)

Li3N + 3H2O → 3LiOH + NH3

(E) (F) (D)

3LiN3

o

t

→ Li3N + 4N2

(G) (E) (I)

0,5

HẾT