De Thi HSG Hoa

X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3.. a Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử.. Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên

TRƯỜNG THPT NGUYỄN HUỆ KÌ THI TUYỂN CHỌN HỌC SINH GIỎI

Câu1: (3đ)

1 X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 Electron cuối cùng trên nguyên tử X

có 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 công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao nhất của X.

c) Cho phản ứng: 2XOCl 2XO + Cl2, ở 5000C có Kp= 1,63.10-2 Ở trạng thái cân

bằng áp suất riêng phần của PXOCl =0,643 atm, PXO = 0,238 atm.

 Tính PCl 2 ở trạng thái cân bằng.

 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 PX3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích?

Câu 2: (2đ)

1) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

a) Ca +dd Na2CO3 ;b) Na + dd AlCl3 ;c) dd Ba(HCO3)2 + dd NaHSO4 ;d) dd NaAlO2 + dd NH4Cl

2) Có hỗn hợp Na, Ba, Mg Bằng phương pháp hóa học hãy tách riêng các kim loại ra khỏi hỗn hợp

(khối lượng mỗi kim loại vẫn được bảo toàn).

Câu 3: (2đ) Hòa tan hoàn toàn 1,62 gam nhôm trong 280 ml dung dịch HNO3 1M được dung dịch A và khí NO (sản phẩm khử duy nhất) Mặt khác, cho 7,35 gam hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp vào 500ml dung dịch HCl, được dung dịch B và 2,8 lít khí H2 (đktc) Khi trộn dung dịch A vào dung dịch B thấy tạo thành 1,56 gam kết tủa.

a Xác định tên 2 kim loại kiềm.

b Tính nồng độ mol/lít của dung dịch HCl đã dùng.

Câu 4: (2đ)

Cho hidrocacbon X tác dụng với dung dịch brom dư được dẫn xuất tetrabrom chứa 75,8% brom (theo khối lượng) Khi cộng brom (1:1) thu được cặp đồng phân cis-trans.

1) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên của X.

2) Viết phương trình của X với:

a) Dung dịch KMnO4 (trong môi trường H2SO4)

b) Dung dịch AgNO3/NH3

c) H2O (xúc tác Hg2+/H+)

d) HBr theo tỉ lệ 1:2

Câu 5: (1đ)

A, B, D là các đồng phân có cùng công thức phân tử C6H9O4Cl, thỏa mãn các điều kiện sau :

 36,1g A + NaOH dư → 9,2g etanol + 0,4 mol muối A1 + NaCl

 B + NaOH dư → muối B1 + hai rượu (cùng số nguyên tử C) + NaCl

 D + NaOH dư → muối D1 + axeton + NaCl + H2O.

Hãy lập luận xác định công thức cấu tạo của A, B, D và viết các phương trình phản ứng Biết rằng D làm đỏ quì tím.

ĐÁP ÁN VÀ THANG ĐIỂM

Câu 1:

1.a/ Với hợp chất hidro có dạng XH3 nên X thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA

TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có sự phân bố e theo obitan: Vậy e cuối cùng có:

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 nhóm VA, ta có sự phân bố e theo obitan: Vậy e cuối cùng có: 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 Công thức cấu tạo các hợp chất:

N

H

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.

Hidroxit 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 giảm 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

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,5 0,25 0,75

Câu 2:

1/ Hoàn thành phương trình phản ứng:

a) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 ; Ca(OH)2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaOH

b) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ; 3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NaCl

Nếu NaOH còn: NaOH + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O

c) Ba(HCO3)2 + NaHSO4 → BaSO4 + NaHCO3 + H2O + CO2

hoặc: Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 → BaSO4 + Na2SO4 + 2H2O + 2CO2

d) NaAlO2 + NH4Cl + H2O → NaCl + Al(OH)3 + NH3

2/ Cho hỗn hợp kim loại vào nước dư, sau khi phản ứng hoàn toàn, lọc lấy phần không tan ta được

Mg

2Na + 2H2O → 2 NaOH + H2 ; Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2

- Cho khí CO2 sục vào dung dịch nước lọc ở trên đến dư, tiếp tục đun nóng dung dịch hồi lâu, lọc

lấy phần kết tủa BaCO3 tạo thành

NaOH + CO2 → NaHCO3 ; Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 ;

Ba(HCO3)2   →t0 BaCO3 + H2O + CO2

- Hòa tan BaCO3 trong dung dịch HCl, cô cạn dung dịch thu lấy muối khan và đem điện phân nóng

chảy ta được Ba: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + H2O + CO2 ; BaCl2 dpnc → Ba + Cl2

- Dung dịch còn lại cho tác dụng dung dịch HCl dư, cô cạn dung dịch thu lấy muối khan và đem

điện phân nóng chảy ta được Na: Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2 ;

2NaCl dpnc → 2Na + Cl2

0,25x4

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 3: Phương trình phản ứng Al + 4 HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1)

2M + 2HCl → 2MCl + H2 (2) 2M + 2H2O → 2MOH + H2 (3) Ban đầu: n (Al) = 0,06 mol ; n (HNO3) = 0,28 mol ;

0,125x3

Sau phản ứng HNO3 còn dư: n(HNO3 dư) = 0,04 mol;

Khi cho hỗn hợp 2 kim loại kiềm vào dung dịch HCl thì xảy ra phản ứng (2) và có thể có (3):

Theo ptpư: n (M) = n(H2) = 0,25 mol → khối lượng mol trung bình của 2 kim loại: M = 29,4

a) Vì 2 kim loại kiềm thuộc 2 chu kì liên tiếp nên Na, K thõa mãn ( 23 < 29,4 < 39)

b) Khi trộn 2 dung dịch A và B có kết tủa tạo ra chứng tỏ ban đầu có phản ứng (3),ta có phản ứng:

HNO3 + MOH → MNO3 + MNO3 (4)

Al(NO3)3 + 3 MOH → Al(OH)3 + 3 MNO3 (5)

số mol kết tủa: n Al(OH)3 = 0,02 mol < n Al(NO3)3 Nên có 2 khả năng:

TH1: Al(NO3)3 còn dư → n (MOH) = 0,04 + 0,02.3 = 0,1 mol → n (M)pư (2) = 0,25 – 0,1 = 0,15

→ n(HCl) = 0,15 mol → CM (HCl) = 0,3M

TH2: MOH còn dư, Al(OH)3 tan trở lại một phần:

Al(OH)3 + MOH → M AlO2 + 2H2O (6)

n Al(OH)3 tan = 0,06 – 0,02 = 0,04 Từ các pt (4,5,6) ta có: n (MOH) = 0,04 + 0,06.3 + 0,04 = 0,26

mol ( loại – vì lớn hơn số mol M ban đầu)

0,25 0,25 0,25

0,125x2 0,125 0,25 0,125 0,125

Câu 4:

Hidrocacbon X: CxHy

CxHy + 2Br2 → CxHyBr4 ; theo giả thiết: %Br = 100

320 12

4 80

+ +y

Giá trị thỏa mãn: x=8 , y=6 CTPT của X: C8H6 (∆= 6)

Vì X có khả năng phản ứng với brom thoe tỉ lệ 1:1 và 1:2 chứng tỏ phân tử X có 2 liên kết π kém

bền và 1 nhân thơm CTCT của X:

C CH phenyl axetilen

Phương trình phản ứng:

5

C CH

+ 8KMnO4 + 12H2SO4 →

COOH

+ 4K2SO4 + 8MnSO4 + 12H2O

C CH

+ AgNO3 + NH3 →

C CAg

+ NH4NO3

C CH

+ H2O



 →

Hg2 + C

O

CH3

C CH

+ 2HBr →

C CH3 Br Br

0,25 0,25

0,5

0,25

0,25

0,25

0,25

Câu 5:

A, B, D có cùng công thức phân tử: C6H9O4Cl (∆=2)

A + NaOH → C2H5OH + muối A1 + NaCl

0,2 mol 0,2mol 0,4 mol

Từ tỉ lệ số mol các chất cho thấy A là este 2 chức chứa 1 gốc rượu C2H5- và axit tạp chức

CTCT của A: CH3-CH2-OOC-CH2-OOC-CH2-Cl

CH3-CH2-OOC-CH2-OOC-CH2-Cl + 3NaOH → C2H5OH + 2 HO-CH2COONa + NaCl

B + NaOH → muối B1 + hai rượu + NaCl

Vì thuỷ phân B tạo ra 2 rượu khác nhau nhưng có ùng số nguyên tử C, nên mỗi rượu tối thiểu phải

chứa 2C CTCT duy nhất thỏa mãn: C2H5-OOC-COO-CH2-CH2-Cl

C2H5-OOC-COO-CH2-CH2-Cl + 3NaOH → NaOOC-COONa + C2H5OH + C2H4(OH)2 + NaCl

D + NaOH → muối D1 + axeton + NaCl + H2O

Vì D làm đỏ quì tím nên phải có nhóm –COOH, thuỷ phân tạo axeton nên trong D phải có thêm

chức este và rượu tạo thành sau thuỷ phân là gemdiol kém bền

CTCT của D: HOOC-CH2-COO-C(Cl)-(CH3)2

HOOC-CH2-COO-C(Cl)-(CH3)2 +3NaOH → NaOOC-CH2-COONa + CH3-CO-CH3 + NaCl + H2O

0,25 0,25

0,25

0,25