a Hãy vẽ giản đồ năng lượng của hai phức trên và cho biết phức nào là phức spin cao, phức nào là phức spin thấp?. Viết PTHH của các phản ứng theo sơ đồ trên, biết: X1 cĩ thành phần nguyê
Trang 1UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
NĂM HỌC 2011-2012 MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 2)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao
đề)
Câu I (3,0 đ iểm)
1 Viết công thức Liuyt, dự đoán cấu trúc phân tử, góc liên kết của các phân tử sau:
SF2, SF6, S2F4
2 Phức [Fe(CN)6]4- có năng lượng tách là 394,2 kJ/mol, phức [Fe(H2O)6]2+ có năng lượng tách là 124,2 kJ/mol và năng lượng ghép electron là 210,3 kJ/mol
a) Hãy vẽ giản đồ năng lượng của hai phức trên và cho biết phức nào là phức spin cao, phức nào là phức spin thấp?
b) Hỏi với sự kích thích electron từ t2g đến eg thì phức [Fe(CN)6]4- hấp thụ ánh sáng có bước sóng bằng bao nhiêu?
Câu II (4,0 đ iểm)
1 a) Từ buta-1,3-đien và anhiđrit maleic, hãy viết phương trình hóa học (PTHH) của các phản ứng tổng hợp axit xiclohexan-1,2-đicacboxylic Mô tả cấu trúc của axit
đó về mặt cấu hình và về liên kết hiđro
b) Thay anhiđrit maleic ở trên bằng axit xinamic (2 đồng phân cis và trans) Hãy viết PTHH của các phản ứng xảy ra và ghi rõ cấu hình lập thể của sản phẩm
2 Cho sơ đồ chuyển hoá sau:
X6 cumen
X4
X5 axit benzoic
(2)
(4) (5) (6) (7)
(10) (11)
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 2Viết PTHH của các phản ứng theo sơ đồ trên, biết: X1 cĩ thành phần nguyên tố C, H, O;
X7 cĩ phản ứng với dung dịch FeCl3 tạo phức màu tím đậm
Câu III (3,0 đ iểm)
1 Hai nguyên tố A, B có e cuối cùng ứng với bộ 4 số lượng tử:
a) Viết lại cấu hình e của A, B và các ion mà A, B có thể tạo thành.
b) Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn Có giải thích.
c) A, B tạo được bao nhiêu oxit và hiđroxit Viết cơng thức phân tử của chúng Đối với mỗi nguyên tố hãy so sánh tính axit, bazơ của các hiđroxit có giải thích.
d) Dự đoán tình trạng lai hóa của B trong các oxit Mô tả dạng hình học của các oxit đó.
2 Trong số các phân tử và ion: CH2Br2, F-, CH2O, Ca2+, H3As, (C2H5)2O Phân tử và ion nào có thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước? Hãy giải thích và viết sơ đồ mô tả sự hình thành liên kết đó
Câu IV (3,0 đ iểm)
1 X là nguyên tố thuộc nhĩm A, hợp chất với hiđro cĩ dạng XH 3 Electron cuối cùng trên nguyên tử X cĩ tổng 4 số lượng tử bằng 4,5
a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử
b) Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí Viết cơng thức cấu tạo, dự đốn trạng thái lai hố của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hiđroxit bậc cao nhất của X
c) Cho phản ứng:2XOCl 2XO Cl 2, ở 5000C cĩ Kp= 1,63.10-2 Ở trạng thái
cân bằng áp suất riêng phần của P XOCl =0,643 atm, P XO = 0,238 atm
- Tính P Cl 2 ở trạng thái cân bằng
Trang 3- Nếu thêm vào bình một lượng Cl2 để ở trạng thái cân bằng mới áp suất riêng phần của XOCl bằng 0,683 atm thì áp suất riêng phần của XO và Cl2
là bao nhiêu?
2 So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX 3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích?
Câu V (3,0 đ iểm)
DDT, 666 và 2,4D là một số nông dược đã được sử dụng trong sản xuất nụng nghiệp
1 Viết công thức cấu tạo của chúng, trình bày một ứng dụng cho mỗi chất và nêu tác dụng phụ có hại của các chất trên khiến cho việc sử dụng chúng như là nông dược
đã bị hạn chế và ngăn cấm
2 Từ metan và các chất vô cơ cần thiết, viết PTHH của cỏc phản ứng điều chế DDT và 666
Câu VI (4,0 điểm)
1.Hãy so sánh tính axit và nhiệt độ nóng chảy giữa o-nitro phenol và m-nitro phenol, giải thích
2 Safrol A (C10H10O2) là chất lỏng có tính chất sau: không tan trong kiềm, không có phản ứng màu với FeCl3, ozon phân có chất khử thu được H2C=O và B (C9H8O3), B có phản ứng với thuốc thử tollens Oxihóa A bằng KMnO4 cho axit D (M = 166) không có phản ứng màu với FeCl3, khi D tác dụng với dung dịch HI đặc tách ra được H2C=O và axit 3,4-đihyđroxybenzoic Xác định cấu trúc của A, B, D
(Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56;
Cu=64; Br=80; Ag=108.)
Hết
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Trang 4UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 2)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao
đề)
I
(3,0)
1 Viết công thức Liuyt, dự đoán cấu trúc phân tử, góc liên kết của
các phân tử sau: SF2, SF6, S2F4:
Công thức
Liuyt
F S
F
F S F
F
F S S’ F
F Trạng thái
lai hoá của
S
sp3 sp3d2 S: sp3d (MX4E)
S’: sp3 (MX2E2)
Hình học
phân tử
Chữ V Bát diện
đều
Cái bập bênh nối với chữ
V F F
F
S S' F :
Góc liên kết < 109o28’ vì
S còn 2 cặp e không liên kết nên ép góc liên kết
Góc liên kết
90o - Góc SS’F< 109o28’ bởi
S’ còn 2 cặp e không liên kết
- Góc FSF<90o, góc FSF< 1200 do S còn 1 cặp e không liên kết
1,5
ĐỀ CHÍNH THỨC
Trang 5vào khoảng
103o
2
a) Các phức [Fe(CN)6]4- và [Fe(H2O)6]2+ đều là phức bát diện Trong phức
[Fe(CN)6]4- có năng lợng tách () > năng lợng ghép electron nên phức này
có giản đồ năng lợng nh sau:
Trong giản đồ trên tổng spin S = 0 và là phức spin thấp
Trong phức [Fe(H2O6)]2+ có năng lợng tách thấp hơn năng lợng ghép
electron nên phức này có giản đồ năng lợng nhsau:
Trong giản đồ trên tổng spin S = 4 x 1
2= 2 và là phức spin cao.
b)
7 3
23
hc 6,625.10 3.10
3,034.10 m 3034 A 394,2.10
E
6,02.10
1,5
1
a) Phương trỡnh húa học của phản ứng tổng hợp:
CO CO
O
CO CO O
+
CO CO
COOH COOH
2,0
http://dethithpt.com – Website chuyờn đề thi – tài liệu file word mới nhất
e
g
t
2g
e
g
t
2g
Trang 6(4,0)
COOH COOH
H2 xt,
COOH
COOH
Mô tả cấu trúc của axit đó:
- Buta-1,3-đien khi phản ứng ở dạng s-cis
- Anhiđrit maleic ở dạng cis sản phẩm có cấu hình giữ nguyên và ở dạng cis
COOH H H COOH
Biểu diễn liên kết hiđro:
H H
O C
O C
H
b) Thay anhiđrit maleic ở trên bằng axit xinamic: C6H5-CH=CH-COOH
+
C6H5
COOH
t o
C6H5 COOHH H
C6H5
HH COOH
C6H5
HOOC
2
1 2C6H5COOH ¾¾¾P O2 5 ®(C6H5CO)2O + H2O
2 (C6H5CO)2O + C6H5ONa C6H5COOC6H5 + C6H5COONa
3 C6H5COOC6H5 + 2NaOH ¾¾t o® C6H5COONa + C6H5ONa + H2O
4 C6H5COONa + NaOH¾¾ ¾®CaO t,o C6H6 + Na2CO3
Trang 75 C6H5COONa + HCl C6H5COOH + NaCl
6 C6H6 + HCOCl ¾¾¾AlCl3 ® C6H5CHO + HCl
7 5C6H5CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 5C6H5COOH + K2SO4 +
2MnSO4 + 3H2O
8 C6H6 + CH2 = CH - CH3 H+
¾¾®C6H6CH(CH3)2
9 C6H5CH(CH3)2 + O2 ¾¾¾ 75o C® C6H5- C(CH3)2- OOH
10 C6H5- C(CH3)2- OOH + H2O 100o C H, +
¾¾ ¾ ¾ ® C6H5OH + CH3 CO
-CH3
11 C6H5ONa + HCl C6H5OH + NaCl
2,0
III
(3,0)
1.
a) Cấu hình e của:
b) Vị trí của A, B trong BTH.
A thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB
B thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA
Công thức oxit FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 SO 2 , SO 3
Công thức hiđroxit: Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 H 2 SO 3 , H 2 SO 4
Tính bazơ của Fe(OH) 2 > Fe(OH) 3
Tính axit của H 2 SO 4 > H 2 SO 3
d)
2
1,5
1,5
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
H
C = O : H O
+
Trang 8
Liên kết hiđro được hình thành giữa nguyên tử hiđro linh động của phân
tử này với nguyên tử có độ âm điện lớn và có dư cặp e tự do của tiểu phân
kia Do đó các phân tử và ion sau có khả năng tạo liên kết hiđro với phân tử
nước (là phân tử có nguyên tử hiđro linh động) là: F- , CH 2 O , (C 2 H 5 ) 2 O
IV
(3,0)
1
a) Với hợp chất hidro cĩ dạng XH3 nên X thuộc nhĩm IIIA hoặc nhĩm
VA
TH1: X thuộc nhĩm IIIA, ta cĩ sự phân bố e theo obitan:
Vậy e cuối cùng cĩ:
l=1, m=-1, ms = +1/2 ;
mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 4
Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga)
TH2: X thuộc nhĩm VA, ta cĩ sự phân bố e theo obitan:
Vậy e cuối cùng cĩ: l=1, m= 1, ms = +1/2;
mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 2
Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N)
b) Ở đk thường XH3 là chất khí nên nguyên tố phù hợp là Nitơ Cơng thức
cấu tạo các hợp chất:
+ Hợp chất với hiđro:
2,0
O O
S
sp2
Ssp2 O
Tam giác đều
: : F- H O
H
. +
-C2H5
O : H O C
2 H
Trang 9H
H
H Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3 + Oxit cao nhất:
O O
O
O Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2
+ Hiđroxit với hóa trị cao nhất:
O
O
Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2
c) Phương trình phản ứng:
2NOCl 2NO + Cl2 Kp = 1,63.10-2 (5000C)
Áp suất cân bằng: 0,643 0,238 ?
Ta có: Kp = 2
2
2
.
NOCl
Cl NO
P
P P
= 1,63.10-2 → P Cl2 = 0,119 atm
Sau khi thêm Cl2 , áp suất cân bằng mới của NOCl : PNOCl = 0,683 atm , tăng 0,04 atm
→ PNO = 0,238 – 0,004 = 0,198 atm
→ P Cl2 =
2
198 , 0
683 , 0
1,63.10-2 = 0,194 atm
2
Độ lớn góc liên kết XPX trong các phân tử PX3 biến đổi như sau:
PF3 > PCl3 > PBr3 > PI3
Giải thích: do bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Trang 10giảm dần nên tương tác đẩy giữa các nguyên tử halogen trong phân tử PX3
giảm dần từ PF3 → PI3 Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên kết bé
nhất
Số đo góc: PF3 PCl3 PBr3 PI3
1040 1020 1000 960
1,0
V
(3,0)
1 C«ng thøc cÊu t¹o cña 3 lo¹i n«ng dîc :
Cl
Cl
H Cl
H Cl H Cl
Cl
øng dông:
- DDT: DiÖt trõ kiÕn, c¸c lo¹i c«n trïng ph¸ ho¹i mïa mµng
- 666 : DiÖt c¸c lo¹i s©u bä ph¸ ho¹i mïa mµng
- 2,4 D: DiÖt cá d¹i
Cã h¹i : Clo lµ mét chÊt ®ộc tÝch tô trong c¬ thÓ sinh vËt
2 C¸c ph¬ng tr×nh ph¶n øng ®iÒu chÕ
C6H6Cl6
CH4 (1)
CH CH (2) C6H6 (CTCT) (3) C6H5Cl (7) DDT (4) CH3-CHO (5) CH3-CHO
1,5
1,5
(6)
Trang 11(4,0)
1.
Nhóm -NO2 hút e ở o, p lớn hơn ở vị trí m liên kết O - H phân cực mạnh hơn nên tính axit của o- nitro phenol mạnh hơn
O- nitro phenol có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn m- nitro phenol
do trong phân tử o- nitro phênol có sự tạo liên kết H2 nộiphân tử
H
O O
N = O
Trong phân tử m- nitro phenol có liên kết H2 liên phân tử làm các phân
tử bị giữ lại với nhau bền chặt hơn
…H - O … H - O …
NO2 NO2
t0o nitro phenol thấp hơn t0m nitro phenol
2 Chất A có độ chưa no bậc 6, bốn cho vòng benzen
- Vì A không tan trong NaOH và cho màu với FeCl3 nên A không phải
phenol
- A bị ozon phân hình thành H2C=O chứng tỏ có mạch nhánh với nhóm
(=CH2) cuối mạch và B là andehyt nên có nhóm -CH=CH2 (liên kết đôi
này là độ chưa no thứ 5)
2,0
2,0
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Trang 12- Axit D là monocacboxylic có M=166 và cũng chỉ có một mạch
nhánh đính vào nhân Hai ngtử Oxi ở trong vòng khác (với độ chưa no thứ 6) ngưng tụ với benzen ( điều này xác định bằng phản ứng với HI cho H2C=O và axit 3,4-đihyđroxybenzoic Vòng ngưng tụ là axetan bền Công thức của D là C8H6O4
- Vòng benzen và vòng axetan có 7C mạnh nhánh có 3C
Vậy cấu trúc của A, B, C là:
CH2CH=CH2 CH2CHO COOH
(A) (B) (D)
Viết các PTHH của các phản ứng để chứng minh.
Chú ý:
O
O CH2 O