[r]
Trang 1Sở giáo dục & Đào tạo Đề thi chọn học sinh giỏi
Hải Phòng Năm học 2000-2001
Môn: Hoá học Lớp 12 Bảng: A Thời gian làm bài 180 phút ( không kể thời gian giao đề)
(Bảng A làm cả 5 bài, Bảng B không phải làm bài 5)
Bài 1:( 5 điểm)
1/ Hoàn thành các phơng trình phản ứng sau:
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 I3- + Cr3+
MnO(OH)2 + PbO2 + HNO3 Pb2+ + MnO4-
As2S3 + HNO3 AsO43- + NO + SO4
KMnO4 + C2O42- + H2SO4 Mn2+ + CO2
2/ Nêu hiện tợng, giải thích, viết phơng trình phản ứng cho các trờng hợp sau:
- Cho Ca vào dung dịch Na2CO3
- Cho Na vào dung dịch NH4Cl
- Cho dung dịch có ion Fe3+ , H+ vào dung dịch KI trộn với hồ tinh bột
3/ Nêu cách nhận ra 8 lọ chất lỏng không mầu bị mất nhãn , viết ph ơng trình phản ứng Biết rằng 8 lọ đó có chứa các chất sau: Xiclohecxen, Benzen, axit fomic, axit axetic, axit acrilic, aldehit Benzoic, ancol Benzilic, Glixerin
Bài 2: ( 3 điểm)
Có 3 hidrocacbon: C2H6 ; C2H4 ; C2H2 Ngời ta ghi đợc các số liệu sau:
- Về góc hoá trị (góc liên kết) : 1200 ; 1800 ; 1090
- Về độ dài liên kết: 1,057 Å ; 1,079 Å ; 1,102 Å ; 1,200 Å ; 1,340 Å ; 1,540 Å
- Độ âm điện của nguyên tử cacbon : 2,5 ; 2,69 ; 2,75
1/Hãy điền các giá trị phù hợp với từng hidrocacbon theo bảng sau:
Hidrocacbon Kiểu lai
hoá
Góc hoá trị Độ âm điện của
nguyên tử cacbon
Độ dài liên kết C-C (A0)
Độ dài liên kết C-H (A0)
CH3-CH3
CH2 = CH2
CH≡CH
2/ Từ các hidrocacbon trên và các chất vô cơ cần thiết, viết phơng trình phản ứng điều chế:
a) CH3-CH2-CH2-COOH
b) CH3-CH=CH-COOH
c) CH3-C ≡ C -COOH
So sánh tính axit của các axit trên, giải thích, viết phơng trình phản ứng một mol mỗi axit trên với 1mol Br2 (điều kiện thích hợp)
Bài 3: ( 4 điểm)
Hoà tan hoàn toàn 7,33 gam hỗn hợp kim loại M hoá trị 2 và oxit của nó thu đợc 1 lit dung dịch X có pH= 13
1/ Xác định kim loại M
2/ Tính thể tích dung dịch chứa HCl và H2SO4 có pH = 0 cần thêm vào 0,1 lit dung dịch X để thu đợc dung dịch mới có pH = 1,699 (giả thiết sự pha trộn không làm thay đổi thể tích dung dịch)
3/ Hoà tan 11,85 gam phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O vào 1 lít dung dịch X Tính nồng độ mol/lit các ion trong dung dịch thu đợc sau khi tách kết tủa và khoảng pH của dung dịch đó nếu thể tích dung dịch thu đợc vẫn
là 1 lít
Bài 4: ( 4 điểm)
Một hợp chất hữu cơ X , chỉ chứa C, H, O ; trong đó có 65,2% cacbon và 8,75% hiđro Khối lợng phân tử của X bằng 184 Để phản ứng hoàn toàn với 87,4 mg X cần 47,5 ml NaOH 0,010M.
X tác dụng với hiđro (Ni xt) cho A; sản phẩm này bị tách nớc sinh ra sản phẩm gần nh duy nhất là B Ozon phân B
bằng cách dùng O3 rồi H2O2 thì đợc hỗn hợp với số mol bằng nhau gồm có axit etanoic và một đicacboxylic mạch
thẳng (kí hiệu là D).
X cũng bị ozon phân nh trên, nhng sản phẩm là axit etanđioic và một axit monocacboxylic
( kí hiệu là E) với số mol bằng nhau.
1/ Xác định công thức phân tử và độ cha bão hoà của X.
2/ Xác định cấu tạo của A, B, X và E Giải thích.
Bài 5: ( 4 điểm)
Cho sơ đồ phản ứng: + C3H7OH, H+
A B + C
+HBr
+H2O, t0sôi
D E + F
Hợp chất A có oxi và chứa 41,38% cacbon; 3,45% hidro Hợp chất B có oxi và chứa 60% cacbon, 8% hidro Hợp chất E có oxi và chứa 35,82% cacbon, 4,48% hidro Biết rằng 2,68 gam E phản ứng vừa đủ với 10 gam dung dịch NaOH 16 % Xác định công thức cấu tạo của A,B, D, E Biết rằng nếu tách 1 phân tử nớc thì sẽ thu đợc A
Trang 3Hớng dẫn chấm đề thi HSG năm 2000-2001
Môn hoá học lớp 12 (2000-2001) Bài 1:(5 điểm)
1/ Hoàn thành các phơng trình phản ứng:
K2Cr2O7 + 9KI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 +4K2SO4 +3KI3 +7H2O
2MnO(OH)2 + 3PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 4H2O
3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O = 6H3AsO4 + 9H2SO4 + 28H2O
2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 +10CO2 + 8H2O
2/Nêu hiện tợng, giải thích, viết phơng trình phản ứng:
+ Cho Ca vào dung dịch Na2CO3: có kết tủa, có khí thoát ra
Ca + H2O = Ca(OH)2 + H2
Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaOH
+ Cho Na vào dung dịch NH4Cl: có khí thoát ra, có khí mùi khai
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
NaOH + NH4Cl = NH3 + NaCl + H2O
+ Cho dung dịch có Fe3+, H+ vào dung dịch KI có trộn hồ tinh bột:
dung dịch có màu xanh lam do tạo ra I2
2Fe3+ + 2I - = 2Fe2+ + I2 (môi trờng H+)
3/ * Dùng giấy quỳ tím nhận ra các axit
-Dùng dung dịch AgNO3/NH3 nhận ra HCOOH (tính chất của andehit)
HCOOH + 2AgNO3 + 3NH3 + H2ONH4HCO3 + 2NH4NO3 + 2Ag
-Dùng dung dịch Br2 nhận ra axit acrylic: dd Br2 mất màu
CH2=CH-COOH + Br2 CH2Br-CHBr-COOH
-Còn lại là axit axetic
* 5 lọ còn lại dùng Na nhận ra 2 rợu: có khí H2 thoát ra:
C6H5CH2OH + Na C6H5CH2ONa + 1/2 H2
C3H5(OH)3 + Na C3H5(ONa)3 + 3/2H2
Dùng Cu(OH)2 nhậ ra glyxerin: hoà tan Cu(OH)2 tạo dung dịch màu xanh
* 3 chất còn lại: nhận ra andehit benzoic bằng phản ứng tráng bạc:
C6H5CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2OC6H5COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag
* 2 chất còn lại: nhận ra xiclohễcn bằng phản ứng làm mất màu dd Br2; chất còn lại là Benzen: C6H10 + Br2 C6H10Br2
Bài 2:(3 điểm)
1/
Hidrocacbon Kiểu lai hoá Góc hoá trị Độ âm điện
của nguyên tử C
Độ dài liên kết C-C (Å) kết C-H (Å)Độ đài liên
2/
Điều chế CH3-CH2-CH2-COOH và CH3-CH=CH-COOH
CH2=CH2 + H2O H+ ¿
⃗
¿ CH3-CH2-OH
CH3-CH2-OH + CuO ⃗t0 CH3-CHO + Cu + H2O
CH3-CHO + CH3-CHO
+ 2
xtH -H O
CH3-CH=CH-CHO + H2O CH3-CH=CH-CHO + 1/2O2 CH3-CH=CH-COOH
CH3-CH=CH-COOH + H2 ⃗Ni CH3-CH2-CH2-COOH
Điều chế CH3-CC-COOH: Điều chế CH3-CH=CH-COOH nh trên sau đó:
CH3-CH=CH-COOH + Cl2 CH3-CHCl - CHCl-COOH
CH3-CHCl - CHCl-COOH
KOH/ancol -2HCl
CH3-CC-COOH
* So sánh tính axit
CH3-C C-COOH > CH3-CH=CH-COOH > CH3-CH2- CH2-COOH
(A) (B) (C)
Giải thích: - Axit (A) nhóm –COOH liên kết với Cacbon lai hoá sp
- Axit (B) nhóm –COOH liên kết với Cacbon lai hoá sp2
- Axit (C) nhóm –COOH liên kết với Cacbon lai hoá sp3
Mà độ âm điện Csp > Csp2 > Csp3 liên kết O-H ở A,B,C phân cực (A) dễ hơn (B), (B) dễ hơn (C)
* Phơng trình phản ứng của A, B, C với 1 mol Br2
CH3-CH2-CH2-COOH + Br2 ⃗as CH3-CH2- CHBr-COOH + HBr
CH3-CH= CH-COOH + Br2 CH3-CHBr- CHBr-COOH
CH3-C C-COOH + Br2 CH3-CBr=CBr-COOH
Bài 3: (4 điểm)
1/ pH = 13 [OH- ] = 10-1 nOH− = 0,1 mol
Trang 4 nM + nMO = 0,05 (mol) Khối lợng phân tử trung bình của M và oxít là =
7,33 0,05 = 146,6 Vậy 130,6 < KLPT(M) < 146,6 M là Ba=137
2/ pH = 0 [H+] = 1 Gọi thể tích dung dịch HCl và H2SO4 cần thêm là V H+ ¿
n¿ = 1.V (mol)
Theo đầu bài nOH− trong dd X = 0,01 (mol) pH = 1,699 [H+] = 0,02 mol/l
Vậy phản ứng trung hoà: H+ + OH- = H2O
Dung dịch thu đợc có môi trờng axit nên số mol H+ còn d là V = 0,01;
Thể tích dung dịch mới là V + 0,1
Ta có
V- 0, 01
V+ 0,1 = 0,02 V =
0, 012 0,98 = 0,0122 (lít) và Số mol phèn :
11,85
948 = 0,0125 mol.
Vậy số mol các ion trong phèn : K+ ¿
n¿ = 0,0125 2 = 0,025 (mol)
Al3+ ¿
n¿ = 0,0125 2 = 0,025 (mol)
nSO
42− = 0,0125 4 = 0,05 (mol)
Số mol các ion trong 1 lít dung dịch X: nOH− = 0,1 mol ; Ba2 + ¿
n¿ = 0,05 mol
Các phản ứng khi cho phèn vào dung dịch X:
Ba2+ + SO42- = BaSO4 phản ứng vừa đủ
0,05 0,05
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
0,025 0,075 0,025
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + H2O
0,025 0,025 0,025
Vậy nồng độ mol/lít các ion thu đợc là:
[K+] = 0,025/1 = 0,025 (M)
[AlO2-] = 0,025 (M)
Muối KAlO2 là muối của bazơ mạnh và các axit yếu nên pH của dung dịch lớn hơn 7
Bài 4: (4 điểm)
1/ Xác định công thức phân tử của X và độ bất bão hoà trong phân tử X:
Từ dữ kiện đầu bài tìm đợc CTPT của X là: CTPT của X: C10H16O3
Độ bất bão hoà trong X =
10.2 2 16 2
= 3
Số mol X phản ứng với NaOH =
3
87, 4.10 184
= 0,475 10–3 (mol)
Số mol NaOH phản ứng = 47,5.10-3.10-2 = 0,475.10-3 (mol)
Trong phân tử X có một nhóm chức –COOH (hoặc –COO-)
A có khả năng tách nớc A có nhóm chức –OH
Ozôn phân X hay B chỉ cho 2 sản phẩm với số mol bằng nhau X và B chỉ có 1 liên kết đôi, còn lại 2 liên kết đôi
là : -COOH và C=O
X ⃗oz ô nphan HOOC-COOH + R-COOH Vậy CTCT của X có dạng HOOC-CH=CH-R
CTCT của A HOOC-CH2-CH2-R
B ⃗oz ô nphan CH3COOH + HOOC-R’-COOH Vậy CTCT của B có dạng CH3-CH=CH-R’-COOH
Từ kết quả trên rút ra các CTCT:
A: CH3-CHOH-(CH2)7-COOH
B: CH3-CH=CH-(CH2)6-COOH
X: CH3-CO-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- CH=CH-COOH
E: CH3- CO-(CH2)5-COOH
Bài 5 : (4 điểm)
Từ dữ kiện đầu bài tìm đợc công thức đơn giản nhất của:
A: CHO CTPT A (CHO)n
B: C5H8O2 CTPT B: (C5H8O2)m
E: C4H6O5 CTPT E: (C4H6O5)k
* số mol NaOH 16% phản ứng với E =0,04 mol
Nếu trong phân tử E có một nhóm –COOH
thì khối lợng E nhỏ nhất tham gia phản ứng 0,04.134 =5,36 > 2,68 (loại )
Nếu trong phân tử E có hai nhóm –COOH
thì khối lợng E nhỏ nhất tham gia phản ứng 0,02.134 =2,68
Vậy CTPT của E chính là C4H6O5: Độ bất bão hoà = 2
Trang 5Vậy CTCT của E : HOOC-CHOH-CH2-COOH
CTCT của A: HOOC-CH=CH-COOH Phù hợp CTPT (CHO)4 có hai đồng phân cis - trans Theo sơ đồ suy ra CTCT của B :C3H7-OOC-CH=CH-COO-C3H7 Phù hợp CTPT (C5H8O2)2 CTCT của D: HOOC-CH2-CHBr-COOH