Tính phần trăm thể tích của các chất trong hỗn hợp X và hỗn hợp Y... Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH thì thấy phải dùng 4 gam NaOH, phản ứng cho ra một ancol đơn chức và 2 [r]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI VÒNG TỈNH LỚP 12 THPT KIÊN GIANG NĂM HỌC 2012 – 2013
- -
ĐÁP ÁN ĐỀ CHÍNH THỨC – VÒNG 2- Môn HÓA HỮU CƠ
1 3đ
1 Đốt cháy hoàn toàn a gam một hợp chất hữu cơ M cần 9,6 gam oxi Sản
phẩm cháy gồm CO 2 và H 2 O Cho sản phẩm hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH) 2 thấy có 19,7 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dd giảm 5,5 gam Lọc bỏ kết tủa, đun nóng ddịch còn lại thu thêm 9,85 gam kết tủa nữa
a Xác định giá trị a, CT phân tử, viết các đồng phân cấu tạo và gọi tên M
b Từ đồng phân X có thể điều chế cao su buna và axit benzoic Xác định CTCT đúng của X ?Viết sơ đồ điều chế cao su buna và axit benzoic từ X (với xúc tác và chất vô cơ coi như có đủ).
HD:
a Gọi CT: CxHyOz ;
3
BaCO
n = 19,7
197 = 0,1 mol Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O 0,1mol 0,1mol
Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 0,1 mol 0,05 mol Ba(HCO3)2 ⎯⎯→t0 BaCO3↓ + CO2 + H2O 0,05mol 0,05mol
⇒
2
CO
n
∑ = 0,1 + 0,1 = 0,2 (mol) ∆m = mkết tủa - (
2
CO
m +
2
H O
m ) ⇒
2
H O
m = mkết tủa -
2
CO
m - ∆m ⇒
2
H O
m = 19,7 – (44.0,2) – 5,5 = 5,4g ⇒
2
H O
n = 5, 4
18 = 0,3 mol
Ta thấy :
2
CO
n <
2
H O
n ⇒ Hợp chất M no ⇒ nM =
2
H O
n - n CO2 = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol ⇒ Số nguyên tử C = CO2
M
n
n = 0, 2 0,1 = 2 ;
số nguyên tử H = 2 H O2
M
n
n = 2 0,3
0,1 = 6
nO(M) = 2
2
CO
n +
2
H O
n - 2
2
O
n = 2.0,2 + 0,3 – 2.0,3 = 0,1 mol
n 0,1
0,75đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,5đ
Trang 22 1đ
Vậy CTPT M là: C2H6O
⇒ a = 0,1 46 = 4,6g
* Các đồng phân của M: CH3 – CH2 – OH Ancol etilic
CH3 – O – CH3 Đimetyl ete
b CTCT đúng CH3 – CH2 – OH
450 ,
H O MgO
−
⎯⎯⎯⎯→ CH2 = CH – CH = CH2⎯⎯⎯→ (-CH2–CH=CH–CH2-)n t xt P0 , ,
Cao su buna
C2H5OH⎯⎯⎯⎯⎯lên men giam→CH3COOH⎯⎯⎯→ CH3+NaOH COONa NaOH t,0
CaO
+
⎯⎯⎯⎯→ CH4
0
1500
ln
C l
⎯⎯⎯→C2H2 ⎯⎯⎯⎯600 ,0C C→C6H6 3
3
CH Cl AlCl
+
⎯⎯⎯→C6H5-CH3 ⎯⎯→C[ ]O 6H5COOH
2 Cho các chất sau: (2S,3S)-butan-2,3-điol; (2R,3R)-butan-2,3-điol;
(2S,3R)-butan-2,3-điol
a Viết công thức cấu tạo các hợp chất trên (theo công thức chiếu Fisơ)
b Trong các chất trên, chất nào không có tính quang hoạt.
HD:
a
CH3
CH3
CH3
CH3
(2S,3S)-butan-2,3-điol (2R,3R)-butan-2,3-điol
CH3
CH3 (2S,3R)-butan-2,3-điol
b Chất không có tính quang hoạt là: (2S,3R)-butan-2,3-điol Vì có mặt phẳng
đối xứng
0,25đ
0,375đ
0,375đ
0,25x3= 0,75đ
0,25đ
Trang 3CÂU II NỘI DUNG 3 ĐIỂM
1 1,5 đ
2 1,5 đ
1 a Cho anilin và phenylamoni clorua, chỉ rõ chất nào là chất rắn, chất nào
là chất lỏng, chất nào ít tan, chất nào tan trong nước? Giải thích?
b Nếu có một lọ hợp chất trên có ghi công thức đã mờ được dự đoán là
phenylamoni clorua Nêu phương pháp hoá học xác định xem công thức đó
đúng không?
HD:
a * C6H5 – NH2 là chất lỏng ít tan vì nó là hợp chất cộng hóa trị, có gốc phenyl hút
electron làm giảm khả năng tạo liên kết hidro với H2O
* C6H5NH3Cl là chất rắn tan trong H2O vì nó là hợp chất ion họ muối amoni
b Các phương pháp hoá học xác định
- Lấy một mẫu thử cho tác dụng với dung dịch AgNO3 thấy có kết tủa trắng xuất
hiện chứng tỏ có ion Cl
C6H5NH3Cl + AgNO3 → C6H5NH3NO3 + AgCl↓
- Lấy một mẫu thử khác cho tác dụng với dung dịch NaOH, lắc nhẹ cho phản ứng
hoàn toàn, nếu đúng là C6H5NH3Cl thì sẽ có một chất lỏng không tan tách ra Chiết
lấy chất lỏng không tan đó cho tác dụng với dung dịch Br2 thấy có kết tủa trắng
xuất hiện
C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O
C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3–NH2↓ + 3HBr
2 Nêu cách tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp chứa đồng thời các chất sau:
Toluen, C 6 H 5 OH, C 2 H 5 OH, CH 3 COOH.
HD:
* Cho dung dịch NaOH vào hỗn hợp, phân 2 lớp, chiết lấy toluen
PU: C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
* Chưng cất hỗn hợp còn lại thu C2H5OH
* Sục CO2 đến dư vào hỗn hợp còn lại Tách 2 lớp, thu lấy C6H5OH
PU: C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3
* Cho dung dịch H2SO4 vào hỗn hợp còn lại, tiến hành chưng cất (CO2) tách ra
trước, sau đó thu được CH3COOH ; Chất rắn còn lại là NaHSO4
CH3COONa + H2SO4 → CH3COOH + NaHSO4
0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ 0,25 đ
0,25 đ
Nêu được hiện tượng
mỗi chất 0,25x4= 1đ
Viết đúng
mỗi ptrình 0,125x4= 0,5đ
Trang 4CÂU
1
1,5 đ
2 1,5
đ
1 Cho sơ đồ sau:
C6H6 2
3
Cl FeCl
+
ete khan
+
⎯⎯⎯→ B CH CH CH O3 2
ete khan
=
⎯⎯⎯⎯⎯→ C H O2
H+
⎯⎯⎯→ D ⎯⎯→E [ ]O
a Xác định các chất A, B, C, D, E và hoàn thành sơ đồ phản ứng(có ghi điều kiện).
b Gọi tên các chất A, B, D, E
HD:
1
(A)
+Mg
(B)
OMgCl
OH
[O]
O
(C)
(D) (E)
Cl
A: Clobenzen
B: Magie phenyl clorua
D: 1-phenylpropan-1-ol
E: Etyl phenyl xeton
2 Từ axetilen và các chất vô cơ cần thiết khác coi như có đủ Viết sơ đồ phản ứng
điều chế : axit axetilenđicacboxylic (axit butinđioic), ghi rõ điều kiện phản ứng
HD:
+ HBr
+Mg ete khan
≡
BrMgC CMgBr
Sơ đồ
có đk 1pt=0,25 0,25x5= 1,25đ
0,25đ
Sơ đồ
có đk 1pt=0,25 0,25x6= 1,5đ
Trang 5CÂU
IV
1
1,25 đ
Một hỗn hợp X gồm H 2 và 2 hiđrocacbon A, B chứa trong bình có sẵn một ít bột
Ni Thể tích bình là 8,96 lít, P 1 =2 atm (0 o C) Đun nóng bình một thời gian rồi
đưa về 0 o C thì áp suất trong bình lúc này là P 2 =1,5atm và được hỗn hợp khí Y
Dẫn ½ hỗn hợp khí Y qua nước brom thì nước brom phai màu một phần, thu được một hiđrocacbon duy nhất A đi ra khỏi bình Br 2 Đốt cháy hoàn toàn A
thu được CO 2 và H 2 O theo tỉ lệ khối lượng 88 : 45
Đốt cháy hoàn toàn ½ hỗn hợp Y thu được 30,8 gam CO 2 và 10,8 gam
H 2 O Giả thiết thể tích bình không đổi, thể tích bột Ni không đáng kể và trong
quá trình nung chỉ xảy ra phản ứng hợp H 2
1 Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của A, B
2 Tính phần trăm thể tích của các chất trong hỗn hợp X và hỗn hợp Y
3 Tính tỉ khối của hỗn hợp X, Y đối với H 2
HD:
1 * nhhX = 2 8,96
22, 4 273 273
= 0,8 mol ; nhhY = 1,5 8,96
22, 4 273 273
= 0,6 mol
* Độ giảm số mol hỗn hợp chính là số mol H2pứ :
2
H
n = 0,8 – 0,6 = 0,2 mol
2
CO
n = 88
44 = 2 < n H O2 = 45
18 = 2,5 ⇒ A là Ankan
* CnH2n+2 + 3 1
2
n+
O2 → nCO2 + (n + 1) H2O
⇒ 44
18( 1)
n
n+ =
88
45 ⇒ n = 4
* Vậy CTPT A : C4H10 ;
CTCT A : CH 3 -CH2-CH2-CH3 và
H3C HC
CH3
CH3
Hỗn hợp Y :
*
2
CO
n = 30,8
44 = 0,7 mol ; n H O2 = 10,8
18 = 0,6 mol
* Khối lượng ½ Y: mY = mC + mH = 12 0,7 + 1,2 0,6 = 9,6g
* M = Y 9,6
0,3 = 32 ; mà: MB < M = 32 < M Y A
0,25 đ
0,5 đ
Tìm CT B
0,125 4= 0,5đ
Trang 62
1,25 đ
3
0,5 đ
+ Nếu B là C2H4 thì sản phẩm gồm 2 chất C4H10 và C2H6 ( trái với giả thuyết) : loại
+ Vậy B là C2H2 CTCT: CH ≡ CH
2 Hỗn hợp X gồm : C4H10 , C2H2 , H2
Gọi a ,b lần lượt là số mol C4H10 và C2H2 trong X
1
2 hỗn hợp X và
1
2 hỗn hợp Y có cùng số nguyên tử C
* C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + 5 H2O
a/2 2a
* C2H2 + 5/2 O2 → 2 CO2 + H2O
b/2 b
* ta có : 2 0,7
0,8 0, 2 0,6
a b
a b
+ =
⎧
⎨ + = − =
⎩
* ⇒ 0,1
0,5
a b
=
⎧
⎨ =
⎩
* Vậy hỗn hợp X: C4H10 (0,1mol) , C2H2 (0,5mol) , H2(0,2 mol)
4 10
%V C H = 0,1
0,8 100 = 12,5 % ;
2 2
%V C H = 0,5
0,8.100 = 62,5 % ;
2
%V = H 0, 2
0,8.100=25 %
* Hỗn hợp Y: C2H2 + H2 → C2H4
0,2 ← 0,2 → 0,2
* Y : C4H10 (0,1mol) , C2H2 dư (0,3 mol) , C2H4(0,2mol)
4 10
%V C H = 0,1
0,6 100 = 16,67% ;
*
2 4
%V C H = 0, 2
0,6.100 = 33,33%
2 2 u
0,6 100 = 50 %
3 M = X 0,1.58 0,5.26 0, 2.2
0,8
= 24 ⇒
2
/
X H
d = 24
2 = 12
M = Y 0,1.58 0,3.26 0, 2.28
0,6
= 32 ⇒
2
/
Y H
d = 32
2 = 16
0,125 4= 0,5đ
0,125 3= 0,375đ
0,125 3= 0,375đ
0,25 2= 0,5 đ
Trang 7CÂU V NỘI DUNG 4 ĐIỂM
1 3,5 đ Một hỗn hợp Y gồm 2 chất hữu cơ A, B không tác dụng với dung dịch Br 2 và
đều tác dụng với dung dịch NaOH Tỉ khối của Y đối với He bằng 17,8
Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH thì thấy phải dùng 4 gam NaOH, phản ứng cho ra một ancol đơn chức và 2 muối của axit hữu cơ
đơn chức Nếu cho toàn bộ lượng ancol thu được tác dụng với Na lấy dư, có
672 ml khí (ở đktc) thoát ra
1 Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A, B
phản ứng tráng bạc
HD:
* A, B không tác dụng với Br2 ⇒ A ,B là các hợp chất no
Y tác dụng với NaOH cho ra ancol và muối ⇒ Y là axit hay este
* M = 17,8 4 = 71,2 ; n Y H2= 0,672
22, 4 = 0,03mol
* TH1: A,B là 2 este, có công thức : R1COOR và R2COOR
R1COOR + NaOH → R1COONa + ROH (1)
R2COOR + NaOH → R2COONa + ROH (2)
ROH + Na → RONa + 1 H2 (3)
0,06mol ← 0,03 mol
Theo PT (1) , (2) : nancol = nNaOH = 4
40 = 0,1 mol ≠ 0,06 (loại)
*TH2: A là axit, B là este , công thức : R1COOH , R2COOR
R1COOH + NaOH → R1COONa + H2O (4)
R2COOH + NaOH → R2COONa + ROH (5)
0,06 0,06 ← 0,06
ROH + Na → RONa + 1 H2 (6)
0,06 mol ← 0,03 mol
Vì A ,B là hợp chất axit và este no, đơn chức nên được viết lại : CnH2nO2 ,
CmH2mO2
=0,04 (14 32) 0,06(14 32)
0,1
n+ + m+
= 71,2
⇒ 56n + 84m = 392 hay 2n + 3m = 14
n 1 2 3 4 5
0,5đ
0,25đ
0,25 đ
0,25 đ
0,25đ
0,25 đ 0,25đ
0,25 đ
0,25 đ
M
Trang 82 0,5 đ
* Với n = 1, m = 4
A : CH2O2 CTCT : HCOOH : axit fomic
B : C4H8O2 CTCT : HCOOCH2CH2CH3 : Propyl fomat ;
HCOO CH
CH3
CH3
iso-propyl fomat
CH3COOCH2CH3 : Etyl axetat
CH3CH2COOCH3 : Metyl propionat
* Với n = 4, m = 2
A : C4H8O2 CTCT : CH3CH2CH2COOH : Axit butiric (hay: axit butanoic)
H
CH3
COOH
: Axit iso-butiric (hay: axit metylpropanoic)
B : C2H4O2 CTCT: HCOOCH3 : Metyl fomat
b Các chất có tham gia pứng tráng gương : HCOOH , HCOOCH2CH2CH3;
H
CH3
CH3
; HCOOCH3
0,25 đ
0,25 đ
0,25đ
0,25đ
0,25đ
0,25 đ
Trang 9CÂU VI NỘI DUNG 3 ĐIỂM
1 1đ
2 1đ
3 1đ
Một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O, N với m C : m H : m O : m N = 9:2,25:8:3,5
Tỉ khối hơi của A đối với metan xấp xỉ bằng 5,69
1 Xác định công thức phân tử của A
2 Lấy 9,1g A cho tác dụng với 300ml dung dịch NaOH 1M đun nóng, có khí
B mùi khai bay ra có thể tích là 2,24 lít (đktc) và dung dịch E Đốt cháy hết
B thu được 4,4g CO 2 Xác định công thức cấu tạo của B và A
3 Cô cạn dung dịch E, tính khối lượng chất rắn thu được Cho thêm chất
xúc tác vào và đem nung chất rắn thu được, tính thể tích khí bay ra (ở đktc)
HD:
1.* Gọi CT hợp chất A: CxHyOzNt MA = 5,69 16 = 91
* x : y :z : t = 9
12:
2, 25 8 3,5 : : 0,75 : 2, 25 : 0,5 : 0, 25 3: 9 : 2 :1
* CT ĐG: (C3H9O2N)n : 91n = 91 ⇒ ⇒ n =1
* CTPT A : C3H9O2N
2 * nA= 9,1 0,1
91 = mol ; nNaOH=0,3 mol
* nB= 2, 24 0,1
22, 4= mol;
2
CO
n = 4, 4
44 =0,1 mol
* B có mùi khai là NH3 hay amin
nB=
2
CO
n ⇒ B có 1 nguyên tử C ⇒ B là: CH3-NH2
* ⇒ Công thức cấu tạo A : CH3COONH3CH3
3 * CH3COONH3CH3 + NaOH ⎯⎯→ CH3COONa + CH3NH2 + H2O t0
0,1mol → 0,1 0,1
* mrắn =
3
CH COONa
m + mNaOH dư = 0,1.82 + 0,2 40 = 16,2g
* CH3COONa + NaOH ⎯⎯⎯→ CH4 + Na2CO3 t CaO0,
0,1mol → 0,1 mol
* ⇒
4
CH
V = 0,1.22,4= 2,24 lít
0,25 4= 1đ
0,25 4= 1đ
0,25 4= 1đ