10 đề thi học sinh giỏi môn Hóa lớp 12 năm 2011 - Kèm đáp án

Chia sẻ: Thanh Cong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

337
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo đề thi học sinh giỏi môn Hóa lớp 11 năm 2011 kèm đáp án với các câu hỏi kiến thức nâng cao, giúp chọn lọc và phát triển năng khiếu của các em, thử sức với các bài tập hay trong đề thi để củng cố kiến thức và ôn tập tốt cho các kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 10 đề thi học sinh giỏi môn Hóa lớp 12 năm 2011 - Kèm đáp án

SỞ GD&ĐT BẾN TRE KỲ THI HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẾN TRE ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Năm học 2010 – 2011 ĐỀ THI ĐỂ NGHỊ MÔN HÓA Thời gian: 180 phút Câu 1: 1. Tổng số hạt mang điện và không mang điện của n nguyên tử một nguyên tố là 18. Xác định tên nguyên tố, viết cấu hình e của nguyên tố đó. 2. Cân bằng phản ứng oxi hóa-khử: a. Cl 2  I   OH   IO4  ...  b. naClO  KI  H 2 O  ... 3. Trộn hỗn hợp gồm FeS2 và CuS2 với tỉ lệ mol tương ứng là 2:3 rồi cho tác dụng với dung dịch HNO3, thu được khí duy nhất là NO và dung dịch gồm muối nitrat của 2 kim loại và axit sunfuric. Viết phương trình phản ứng xảy ra. Câu 2(3 điểm) : 1)Độ tan của H2S trong dung dịch HClO4 0,003M là 0,1 mol/l. Nếu thêm vào dung dịch này các ion Mn2+ và Cu2+ sao cho nồng độ của chúng bằng 2.10–4M thì ion nào sẽ kết tủa dưới dạng sunfua, biết TMnS = 3.10–14M, TCuS = 8.10–37 ; K  S = 1,3.10–21. (1 điểm) 2 2) Ở 250C độ điện li của dung dịch amoniac 0,01M là 4,1%. Tính :  a) Nồng độ của các ion OH– và NH 4 ; b) Hằng số điện li của amoniac ; c) Nồng độ ion OH– khi thêm 0,009 mol NH4Cl vào 1 lít dung dịch trên ; d) pH của dung dịch điều chế bằng cách hòa tan 0,01 mol NH3 và 0,005 mol HCl trong một lít nước (coi như thể tích không thay đổi). (2 điểm) Câu 3(2 điểm) :   N2O4 phân hủy theo phản ứng : N2O4(k)  2NO2(k)  0 Ở 27 C và 1 atm độ phân hủy là 20 phần trăm. Xác định : a) Hằng số cân bằng Kp b) Độ phân hủy ở 270C và dưới áp suất 0,1 atm c) Độ phân hủy của một mẫu N2O4 có khối lượng 69 g, chứa trong một bình có thể tích 20l ở 270C. Câu 4 (2 điểm) : 1)Xác định năng lượng của liên kết C – C trên cơ sở các dữ kiện sau : 7 0 – C2H6(k) + O2(k)  2CO2(k) + 3H2O(l)  2 = –1561 kJ / mol 2 – Sinh nhiệt tiêu chuẩn : 0 CO2(k)  3 = – 394 kJ / mol ; H2O(1)  0 = – 285 kJ/mol. 4 0 – Than chì  C(k)  1 = 717 kJ / mol. – Năng lượng liên kết : EH – H = 432 kJ/mol ; EC – H = 411 kJ/mol. 2)Cho phản ứng: CO2(k) + H2O(l) ⇌ H2CO3. a)Hằng số tốc độ của phản ứng thuận là kt = a(s-1 ). Nếu có n mol khí CO2 trên mặt nước thì sau 23 giây có một nửa số mol khí CO2 đã hoà tan. Tính a. b)Hằng số tốc độ của phản ứng nghịch là kn = 20(s-1). Tính hằng số cân bằng K của phản ứng và viết biểu thức của hằng số cân bằng này. 1
Câu 5: Cho m1 (g) gồm Mg và Al vào m2 (g) dung dịch HNO3 24%. Sau khi các kim loại tan hết có 8,96(l) hỗn hợp khí A gồm NO; N2O; N2 bay ra (đktc) và dung dịch X. Thêm một lượng O2 vừa đủ vào A, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí B. Dẫn B từ từ qua dung dịch NaOH dư, có 4,48 (l) hỗn hợp khí C đi ra (đktc). Tỉ khối hơi của C đối với H2 bằng 20. Nếu cho dung dịch NaOH vào dung dịch X để lượng kết tủa lớn nhất thì thu được 62,2 (g) kết tủa. 1. Tính m1 và m2. Biết lượng HNO3 đã lấy dư 20% so với lượng cần thiết. 2. Tính nồng độ % các chất trong dung dịch X. Câu 6 (2 điểm): Cho một mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M; Ka = 1,77 x 10-4 . a. Tính pH của dd HCOOH. b. Cho vào mẫu thử trên 1 lượng axit H2SO4 có cùng thể tích, thấy độ pH giảm 0,344so với pH khi chưa cho H2SO4 vào. Tính nồng độ mà axít sunfuric cần phải có. Biết rằng hằng số axit đối với nấc phân li thứ 2 của H2SO4 là K2 = 1,2 x 10-2. Giả thiết khi pha trộn thể tích dung dịch mới thu được bằng tổng thể tích các dd ban đầu. Câu 7 (2,5 điểm) Chất hữu cơ A có công thức phân tử là C9H9Cl. Khi oxi hóa A bằng dung dịch KMnO4 trong H2SO4 , đun nóng thì thu được axit benzoic. A tác dụng được với dung dịch NaOH cho hai sản phẩm X, Y đều có công thức phân tử là C9H10O. xác định công thức cấu tạo của A, X, Y. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 8: (2 điểm) a. Viết phương trình phản ứng khi nhiệt phân các amino axit mạch không phân nhánh có công thức phân tử: C4H9O2N. b. Từ phenol hãy điều chế Lysin (LyS): H2NCH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH NH2 Câu 9: (2 điểm) a. Có một hợp chất Salixin (C13H18O7) bị thủy phân bằng emunsin cho D-Glucôzơ và một hợp chất là Saligenin (C7H8O2) salixin không khử được thuốc thử Tolen. Oxi hóa salixin bằng HNO3 thu được một hợp chất mà khi thủy phân hợp chất này sẽ nhận được D- Glucôzơ và anđêhit Salixylic. Metyl hóa salixin thu được pentamêtyl salixin. Thủy phân hợp chất này cho 2, 3, 4, 6 – tetra – O – mêtyl glucôzơ. Hãy cho biết cấu tạo của Salixin. b. Hãy đề nghị một hay nhiều cấu tạo vòng với hóa học lập thể có thể có của (D)-Tagalôzơ trong dung dịch bằng công thức chiếu HarWorth CH2OH C=O HO H HO H H OH CH2OH (D) – Tagalôzơ 2
SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC VIÊN GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2010-2011 Đề chính Môn thi: HOÁ HỌC LỚP 12 - BỔ TÚC THPT Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1: (2,5 điểm) Cho các chất: C6H12O6 (glucôzơ); HCOOH ; HCOOCH3 ; CH2 = CH – CHO ; C6H5OH. Viết phương trình phản ứng với các chất sau: a. Dung dịch Ag2O/NH3 b. Dung dịch NaOH c. Với H2 dư (xúc tác Ni) Câu 2: (4,0 điểm) Cho sơ đồ biến hoá: xt, to xt,p, to +dd NaOH B G H (polyme) A to C +M + CH3OH D H SO , đặc, t E o xt,p, to K 2 4 Biết A là etylmetacrylat. K là thành phần chính của thuỷ tinh hữu cơ Xác định các chất và viết phương trình hoá học biểu diễn sự biến hoá trên. Câu 3:(2,75 điểm) Cho 3 chất X, Y, Z đều là hợp chất thơm có công thức phân tử C7H8O. Biết X tác dụng với Na và với dung dịch NaOH. Y chỉ tác dụng với Na. Z không tác dụng với Na và dung dịch NaOH. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z . Viết phương trình phản ứng (nếu có) của X, Y, Z với Na và với dung dịch NaOH. Câu 4:(2,0 điểm) Viết phương trình phân tử, phương trình ion rút gọn giữa các dung dịch sau: a. Bariclorua tác dụng Natrisunfat. b. Natricacbonat tác dụng với Sắt (III) clorua. c. Natrihdrocacbonat tác dụng với Kalihiđroxit. d. Canxihiđrocacbonat tác dụng barihiđroxit (dư). Câu 5: (4,25 đỉêm) Cho 2,24 gam bột sắt vào 200ml dung dịch hỗn hợp AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M khuấy đều cho phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A và dung dịch B. a. Tính số gam chất rắn A. b. Tính nồng độ mol/l của các chất trong dung dịch B. c. Hoà tan hoàn toàn chất rắn A trong dung dịch HNO3, sản phẩm khử là khí màu nâu duy nhất. Tính thể tích khí đó ở đktc. Câu 6: (4,5 điểm) Hợp chất hữu cơ A mạch thẳng gồm C, H, O . Biết tỷ khối hơi của A so với oxi là 2,25; trong A tỷ lệ số nguyên tử H và O là 2:1. a. Xác định công thức cấu tạo có thể có của A, gọi tên. b. Đun nóng 3,96 gam A với dung dịch HCl loãng đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp 2 chất hữu cơ B và C, cho hỗn hợp này tác dụng với một lượng dư dung dịch Ag2O/NH3 . Tính khối lượng Ag tạo ra. (Cho Ag = 108; Cu = 64; Fe = 56; O = 16; C = 12; H = 1) --------------Hết --------------
Họ và tên thí sinh .......................................................số báo danh........................ SỞ GD&ĐT NGHỆ AN KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2007-2008 HƯỚNG DẪN CHẤM VÀ BIỂU ĐIỂM ĐỀ CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC LỚP 12 - BỔ TÚC THPT Câu Nội dung Điể m 1 2,5 a. NH3 0,25 CH2OH(CHOH)4CHO + Ag2O CH2OH(CHOH)4COOH + 2 Ag NH3 0,25 HCOOH + Ag2O CO2 + H2O + 2Ag NH3 0,25 HCOOCH 3 + Ag2O HOCOOCH3 + 2Ag NH3 0,25 CH 2=CHCHO + Ag2O CH2=CHCOOH + 2Ag b. 0,25 HCOOH + NaOH HCOONa +H 2O HCOOCH 3 + NaOH HCOONa + CH 3OH 0,25 C6H 5OH + NaOH C6H 5ONa + H2O 0,25 H2,to c. C6H 12O 6 + H 2 CH2OH(CHOH)4CH2OH 0,25 H2,to CH 2=CHCHO + 2 H2 CH3CH2CH2OH 0,25 H2,to C6H 5OH + 3H2 C6H11OH 0,25 2 4,0 * Xác định đúng các chất 1,0 to CH=C  COOC2H5 + NaOH CH=C  COONa + C2H5OH   CH3 CH3 0,5 (A) (C) (B) xt,to 0,5 2C2H 5OH CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O + H2
(G) p,xt,to nCH2=CH-CH=CH2 [- CH 2- CH=CH-CH 2-]n (H) 0,5 CH 2=C  COONa + HCl CH 2=C  COOH + NaCl   CH3 CH3 (M) (D) 0,5 H2SO4 đặc, to CH 2=C  COOH + CH 3OH CH2=C  COOCH3 + H 2O   CH3 CH3 0,5 (E) COOCH3 p,xt,to  nCH2=C  COOCH3 [-CH2- C - ]n   0,5 CH3 CH3 (K) 3 2,75 X tác dụng với Na và với NaOH nên X thuộc hợp chất phenol 0,25 A có 3 đồng phân là: o, m, p - Crezol (yêu cầu học sinh viết CTCT) 0,75 Y chỉ tác dụng Na nên Y là rượu thơm 0,25 C6H 5CH2OH: rượu benzylic 0,25 Z không tác dụng với Na và dung dịch NaOH nên Z là ete 0,25 C6H 5- O - CH3 : Metylphenyete 0,25 Các phương trình phản ứng: 0,25 CH 3- C6H4- OH + Na CH 3- C6H4-ONa + 1/2 H2 CH 3- C6H4- OH + NaOH CH3- C6H4- ONa + H2O 0,25 0,25 C6H 5CH2OH + Na C6H5CH2Na + 1/2H2 4 2,0 a. BaCl2 + Na2SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl 0,5 2+ 2- Ba + SO4 = BaSO4 b. 0,5
3Na2CO 3 + 6H 2O + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 2Fe3+ + 3CO32- + 6H 2O = 2Fe(OH)3 + 3CO2 c. 2NaHCO3 + 2 KOH = K2CO3 + Na2CO3 + 2 H2O 0,5 2HCO 3- + 2 OH- = 2CO32- + 2H2O d. Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + CaCO3 + 2 H2O 0,5 2+ 2+ - - Ca + Ba + 2HCO3 + 2OH = BaCO3 + CaCO 3 + 2 H 2O 5 4,25 a. 2 , 24 số mol Fe = = 0,04 (mol) 56 số mol AgNO3 = 0,2 . 0,1 =0,02 (mol) 0,75 số mol Cu(NO3)2 = 0,2 . 0,5 = 0,1 (mol) Các phương trình phản ứng: Fe + 2AgNO3 = Fe(NO 3)2 + 2 Ag 0,5 Mol 0,01 0,02 0,01 0,02 Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu 0,5 Mol 0,03 0,03 0,03 0,03 Sau phản ứng chất rắn A gồm: 0,02 mol Ag, 0,02 mol Cu 0,25 Dung dịch B gồm: 0,04 mol Fe(NO 3)2 , 0,07 mol Cu(NO3)2 0,25 mA = 0,02 . 108 + 0,03 . 64 = 4,08 (gam) 0,25 b. Nồng độ các chất trong dung dịch B 0,25 Nồng độ mol/lit của Fe(NO3)2 = 0,04/0,2 = 0,2 (M) Nồng độ mol/lit của Cu(NO3)2= 0,07/0,2 = 0,35 (M) 0,25 c. Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 H2O + 2NO2 0,5 Mol 0,03 0,06 Ag + 2 HNO3 = AgNO3 + H2O + NO 2 0,5 Mol 0,03 0,06 Số mol NO2 = 0,06 + 0,02 = 0,08 (mol) 0,25 Thể tích NO2 = 0,08 . 22,4 = 1,792 (lit) 6 4,5 0,25
Gọi công thức phân tử của A là: CxH yOz (x,y,z N*) z≤3 Theo bài ra ta có: MA = 2,25 . 32 = 72 y:z = 2:1 0,25 12x + y +16z = 72 Khi z =1 thì y = 2  x = 4,5 (loại) Khi z = 2 thì y = 4  x = 3 (thỏa mãn) 0,75 Khi z = 3 thì y = 6  x = 1,5 (loại) Vậy cặp x = 3, y = 4, z = 2 thoả mãn 0,25 Công thức phân tử của A là C3H4O 2 Các công thức cấu tạo có thể có của A: CH 2= CH - COOH: axit acrylic 0,75 H- COO - CH = CH2: Vynylphomiat OHC - CH2 - CHO: Propandiol b. Số mol A = 3,92/72 = 0,055 (mol) 0,25 Vì A tham gia phản ứng thuỷ phân tạo 2 chất hữu cơ B, C nên A phải là 0,25 este, công thức của A là: H- COO - CH = CH2 Phương trình phản ứng: HCl 0,5 H- COO - CH = CH 2 + H2O H- COOH + CH3 - CHO mol 0,055 0,055 0,055 NH3,to H- COOH + Ag2O CO 2 + H2O + 2 Ag 0,5 mol 0,055 0,11 NH3 ,to CH3 - CHO + Ag2O CH3 - COOH + 2Ag 0,5 mol 0,055 0,11 Số mol Ag = 0,11 + 0,11 = 0,22 (mol) 0,25 khối lượng Ag = 0,22 . 108 = 23,76 (gam) Ghi chú: - Tổng điểm toàn bài là 20,0 điểm, chiết đến 0,25 điểm. - Thí sinh giải cách khác lập luận hợp lý cho điểm tối đa. - Phương trình phản ứng không ghi điều kiện (nếu có) trừ 1/4 số điểm.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC MÔN HÓA HỌC Câu 1 (2 điểm). 1. Phân loại các chất sau đây theo bản chất của lực tương tác giữa các đơn vị cấu trúc trong mạng tinh thể của chúng: Cu, kim cương, MgO, C6H12O6, I2, Pb, BN, NaH. 2. Máu trong cơ thể người có màu đỏ vì chứa hemoglobin (chất vận chuyển oxi chứa sắt). Máu của một số động vật nhuyễn thể không có màu đỏ mà có màu khác vì chứa một kim loại khác (X). Tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở) lập phương tâm diện của tinh thể X (hình bên), có cạnh bằng 3,62.10-8 cm. Khối lượng riêng của nguyên tố này là 8920 kg/m3. a. Tính thể tích của các nguyên tử trong một tế bào và phần trăm thể tích của tế bào bị chiếm bởi các nguyên tử. b. Xác định nguyên tố X. Hướng dẫn giải: 1. - Tương tác kim loại - kim loại: Cu, Pb. - Tương tác tĩnh điện giữa các ion tích điện trái dấu: MgO, NaH. - Tương tác bằng lực liên kết cộng hoá trị: kim cương, BN. - Tương tác bằng lực giữa các phân tử: C6H12O6, I2. 2. a. Trong 1 tế bào đơn vị của tinh thể X (mạng lập phương tâm diện) có 4 đơn vị cấu 4 3 trúc, do đó thể tích bị chiếm bởi 4 nguyên tử X là: Vnt = 4 × πr (1) 3 Mặt khác, trong tế bào lập phương tâm diện, bán kính r của nguyên tử X liên quan a 2 với độ dài a của cạnh tế bào bằng hệ thức: 4r = a 2 hay r = (2) 4 Thay (2) vào (1) và áp dụng số, tính được: Vnt = 3,48.10-23 cm 3 Thể tích của tế bào: Vtb = a3 = (3,62.10-8)3 = 4,70.10-23 (cm3) Như vậy, phần trăm thể tích của tế bào bị chiếm bởi các nguyên tử là: (Vnt:Vtb) × 100% = (3,48.10-23 : 4,70.10-23) × 100% = 74% nM NV 4, 7.1023 b. Từ: ρ = M=ρ = 8,92 × 6,02.1023 × = 63,1 (g/mol) NV n 4 Nguyên tố X là đồng (Cu). Câu 2 (2 điểm). 1. Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (mô hình VSEPR), dự đoán dạng hình học của các ion và phân tử sau: BeH2, BCl3, NF3, SiF62-, NO2+, I3-. 2. So sánh và giải thích khả năng tạo thành liên kết π của C và Si. Hướng dẫn giải: 1. BeH2: dạng AL2E0. Phân tử có dạng thẳng: H−Be−H. BCl3: dạng AL3E0, trong đó có một “siêu cặp” của liên kết đôi B=Cl. Phân tử có dạng tam giác đều, phẳng. NF3: dạng AL3E1. Phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác đều với N nằm ở đỉnh chóp. Góc FNF nhỏ hơn 109o29’ do lực đẩy mạnh hơn của cặp electron không liên kết. SiF62-: dạng AL6E0. Ion có dạng bát diện đều. NO2+: dạng AL2E0, trong đó có 2 “siêu cặp” ứng với 2 liên kết đôi N=O ([O=N=O]+). Ion có dạng đường thẳng. 1/10 trang
I3-: dạng AL2E3, lai hoá của I là dsp 3, trong đó 2 liên kết I−I được ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, 3 obitan lai hoá nằm trong mặt phẳng xích đạo (vuông góc với trục) được dùng để chứa 3 cặp electron không liên kết. Ion có dạng đường thẳng. 2. C và Si cùng nằm trong nhóm 4A (hay nhóm 14 trong Bảng tuần hoàn dạng dài) nên có nhiều sự tương đồng về tính chất hoá học. Tuy nhiên, hai nguyên tố này thể hiện khả năng tạo thành liên kết π khác nhau trong sự tạo thành liên kết của các đơn chất và hợp chất. - Ở dạng đơn chất: Cacbon tồn tại dưới dạng kim cương (chỉ có liên kết đơn C-C) và graphit, cacbin...(ngoài liên kết đơn còn có liên kết bội C=C và C≡C), nghĩa là tạo thành cả liên kết σ và liên kết π. Silic chỉ có dạng thù hình giống kim cương, nghĩa là chỉ tạo thành liên kết σ. - Ở dạng hợp chất: Trong một số hợp chất cùng loại, điển hình là các oxit: cacbon tạo thành CO và CO2 mà phân tử của chúng đều có liên kết π, trong khi silic không tạo thành SiO, còn trong SiO2 chỉ tồn tại các liên kết đơn Si–O. Giải thích: Liên kết π được tạo thành do sự xen phủ của các obitan p. Nguyên tử cacbon (Chu kỳ 2) có bán kính nhỏ hơn nguyên tử silic (Chu kỳ 3) nên mật độ electron trên các obitan của nguyên tử C cao hơn mật độ electron trên các obitan tương ứng của nguyên tử Si. Khi kích thước của các obitan bé hơn và mật độ electron lớn hơn thì sự xen phủ của các obitan hiệu quả hơn, độ bền của liên kết cao hơn. Do đó, cacbon có thể tạo thành liên kết π cả ở dạng đơn chất và hợp chất, trong khi silic hầu như không có khả năng này. Câu 3 (2. điểm). Ở 25 oC và áp suất 1 atm độ tan của CO2 trong nước là 0,0343 mol/l. Biết các thông số nhiệt động sau: ∆G0 (kJ/mol) ∆H0 (kJ/mol) CO2 (dd) -386,2 -412,9 H2O (l) -237,2 -285,8 HCO3- (dd) -578,1 -691,2 H+(dd) 0,00 0,00 1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng: - CO2 (dd) + H2O (l) ‡ ˆˆ † H+(dd) + HCO3 (dd) ˆ ˆ - 2. Tính nồng độ của CO2 trong nước khi áp suất riêng của nó bằng 4,4.10 4 atm và pH của dung dịch thu được. 3. Khi phản ứng hòa tan CO2 trong nước đạt đến trạng thái cân bằng, nếu nhiệt độ của hệ tăng lên nhưng nồng độ của CO2 không đổi thì pH của dung dịch tăng hay giảm? Tại sao? Hướng dẫn giải: 1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng: CO2 (dd) + H2O (l) ‡ ˆˆ † H+(dd) + HCO3- (dd) ˆ ˆ (1) 0 0 + 0 - 0 0 ∆G pư = ∆G (H ) + ∆G (HCO3 )  ∆G (CO2)  ∆G (H2O) = 0,0 + (-578,1) + 386,2 + 237,2 = 45,3 kJ/mol ∆G0pư = RTlnK lnK = ∆G0pư/RT = (45,3.103) : (8,314  298) = 18,284 K = 1,15. 10-8 2. Tính nồng độ của CO2 và pH của dung dịch. [CO 2 ] = K H . PCO 2  0, 0343  4, 4.10 4  1,51.105 (mol/l) [H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] (2). Vì [CO32-] rất nhỏ nên có thể bỏ qua. Theo (1), K = [H+].[HCO3-] : [CO2] [HCO3-] = K[CO2] : [H+] 2/10 trang
Thay [HCO3 -] vào (2) được [H+] = K[CO2]:[H+ ] + Knước : [H+] hay [H+ ]2 = K[CO2 ] + Knước = 1,15.10 -8  1,15.10-5 + 10-14 Tính ra: [H+] = 4,32. 10-7 pH = 6,37 3. Khi phản ứng hòa tan CO2 trong nước đạt đến trạng thái cân bằng, nếu nhiệt độ của hệ tăng lên nhưng nồng độ của CO2 không đổi thì pH của dung dịch tăng hay giảm. Tại sao? - ∆H0pư = ∆H0 (H+) + ∆H0 (HCO3 )  ∆H0 (CO2)  ∆H0 (H2O) = 0,0  691,2 + 412,9 + 285,8 = 7,5 kJ/mol 0 Do ∆H pư > 0, khi nhiệt độ tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, pH giảm. Câu 4 (2 điểm). Trong thực tế thành phần của quặng cromit có thể biểu diễn qua hàm lượng của các oxit. Một quặng cromit chứa: 45,60% Cr2O3, 16,12% MgO và 7,98% Fe2O3. Nếu biểu diễn dưới dạng các cromit thì các cấu tử của quặng này là: Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 và CaSiO3. 1. Xác định thành phần của quặng qua hàm lượng của Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 và CaSiO3. 2. Nếu viết công thức của quặng dưới dạng xFe(CrO2)2.yMg(CrO2)2.zMgCO3.dCaSiO3 (x, y, z và d là các số nguyên) thì x, y, z và d bằng bao nhiêu? 3. Khi cho một mẫu quặng này tác dụng với axit HCl thì chỉ có các chất không chứa crom mới tham gia phản ứng. Viết các phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion đầy đủ. Hướng dẫn giải: 1. Giả sử có 100g mẫu quặng: m(Fe 2 O3 ) × 2 × M(Fe) 7,89 × 111,70 m(Fe)  = = 5,52(g) M(Fe 2 O3 ) 159,70 Mẫu quặng chứa: M(Fe(CrO 2 ) 2 ) × m(Fe) 223,85 × 5,52 m(Fe(CrO 2 ) 2 ) = = = 22,12(g) M(Fe) 55,85 22,12% Fe(CrO2)2. Khối lượng Cr trong Fe(CrO2)2: m(Fe(CrO 2 ) 2 ) × 2 × M(Cr) 22,12 × 104,0 m1 (Cr) = =  10, 28(g) M(Fe(CrO 2 ) 2 ) 223,85 Khối lượng Cr trong mẫu quặng là: m(Cr2 O3 ) × 2 × M(Cr) 45,60 × 104 m 2 (Cr) = = = 31,20(g) M(Cr2 O 3 ) 152,0 Khối lượng Cr trong Mg(CrO2)2: m 3 (Cr) = m 2 (Cr) - m1 (Cr) = 31,20 - 10,28 = 20,92 (g) Mẫu quặng chứa: M(Mg(CrO 2 ) 2 ) × m 3 (Cr) 192,31 × 20,92 m(Mg(CrO 2 ) 2 ) = = = 38,68(g) 2 × M(Cr) 104 38,68 % Mg(CrO2)2. Khối lượng Mg trong Mg(CrO2)2: m(Mg(CrO 2 ) 2 ) × M(Mg) 38,68 × 24,31 m1 (Mg) = = = 4,89(g) M(Mg(CrO 2 ) 2 ) 192,31 3/10 trang
Khối lượng Mg trong mẫu quặng là: m(MgO) × M(Mg) 16,12 × 24,31 m 2 (Mg) = = = 9,72(g) M(MgO) 40.31 Khối lượng Mg trong MgCO3: m 3 (Mg) = m2 (Mg) - m1 (Mg) = 9,72 - 4,89 = 4,83(g) Khối lượng MgCO3 trong mẫu quặng là: M(MgCO 3 ) × m 3 (Mg) 84,32 × 4,83 m(MgCO 3 ) = = = 16,75(g) 16,75% MgCO3 M(Mg) 24,31 Khối lượng CaSiO3 trong mẫu quặng là: m(CaSiO3 ) = 100 - (m(Fe(CrO 2 ) 2 ) + m(Mg(CrO 2 ) 2 ) + m(MgCO 3 )) = = 100 - (22,12 + 38,68 + 16,75) = 100 - 77,55 = 22,45g 22,45% CaSiO3 2. Tỉ lệ mol của các chất: n (Fe(CrO2 ) 2 ) : n(Mg(CrO2 )2 ): n(MgCO3 ) : n(CaSiO3 )  m(Fe(CrO2 )2 ) m(Mg(CrO2 )2 ) m(MgCO3 ) m(CaSiO3 )  : : :  M(Fe(CrO2 )2 ) M(Mg(CrO2 )2 ) M(MgCO3 ) M(CaSiO3 ) 22,1238, 68 16, 75 22, 45  : : :  0,10 : 0, 20 : 0, 20 : 0,19  1: 2 : 2 : 2 223,85 192,31 84, 32 116,17 3. MgCO3 + 2HCl MgCl2 + CO2 + H2O + - MgCO3 + 2H + 2Cl Mg2+ + 2Cl- + CO2↑ + H2O CaSiO3 + 2HCl CaCl2 + SiO2 + H2O + - CaSiO3 + 2H + 2Cl Ca2+ + 2Cl- + SiO2↓ + H2O Câu 5 (2 điểm). Một dung dịch monoaxit HA nồng độ 0,373% có khối lượng riêng bằng 1,000 g/ml và pH = 1,70. Khi pha loãng gấp đôi thì pH = 1,89. 1. Xác định hằng số ion hóa Ka của axit. 2. Xác định khối lượng mol và công thức của axit này. Thành phần nguyên tố của axit là: hiđro bằng 1,46%, oxi bằng 46,72% và một nguyên tố chưa biết X (% còn lại). Hướng dẫn giải: [H + ][A - ] 1. HA → H+ + A- (1) Ka = (2) [HA] Bỏ qua sự phân li của nước, ta có: [H+]  [A-] và c (nồng độ mol của axit) = [A-] + [HA] [H + ]2 Thay [H+] = [A-] và [HA] = c - [H+] vào (2), ta được K a = (3) c - [H + ] Khi pH = 1,70 thì [H+]  10 -1,70  0,0200; Khi pH = 1,89 thì [H+]  10 -1,89  0,0129 Thay các kết quả này vào (3) ta được hệ phương trình: 0,02 2 Ka = c - 0,02 0,01292 Ka = c - 0,0129 2 Giải hệ phương trình ta được c = 0,0545 và Ka = 0,0116. Vậy c = 0,0545 mol/l và Ka = 0,0116 4/10 trang
2. Trong 1 lít dung dịch có 0,0545 mol axit và khối lượng của nó là: 1000ml × 1,000g/ml × 0,00373 = 3,73g 3,73g Khối lượng mol của axit là: M =  68,4 g/mol. 0,0545mol Khối lượng hiđro trong 1 mol axit: m(H) = 0,0146 × 68,4g = 1,00 g (1 mol). Khối lượng oxi trong 1 mol axit: m(O) = 0,4672 × 68,6g = 32,05 g (2 mol). Khối lượng nguyên tố X chưa biết trong 1 mol axit: m(X) = 68,4g – m(H) – m(O) = 68,4g – 1,00g – 32,05g = 35,6 g. Một mol axit có thể chứa n mol nguyên tố X. Khối lượng mol nguyên tố X là 35,6/n g/mol. Nếu n = 1 thì M(X) = 35,6 g/mol (X là Cl); n = 2: M(X) = 17,8 g/mol (không có nguyên tố tương ứng); n = 3: M(X) = 11,9 g/moL (C); n = 4: M(X) = 8,9 g/moL (Be); n = 5: M(X) = 7,1 g/moL (Li). Hợp chất duy nhất có thể chấp nhận là HClO2. Các axit HC3O2, HBe4O2 và HLi5O2 không có. Vậy 68,6 g/mol ứng với công thức HClO2. Câu 6 (2 điểm). A là một hợp chất của nitơ và hiđro với tổng số điện tích hạt nhân bằng 10. B là một oxit của nitơ, chứa 36,36% oxi về khối lượng. 1. Xác định các chất A, B, D, E, G và hoàn thành các phương trình phản ứng: A + NaClO X + NaCl + H2O ; A + Na 1:1 G + H2 X + HNO2 D + H2O ; G + B D + H2O D + NaOH E + H2O 2. Viết công thức cấu tạo của D. Nhận xét về tính oxi hóa - khử của nó. 3. D có thể hòa tan Cu tương tự HNO3. Hỗn hợp D và HCl hòa tan được vàng tương tự cường thủy. Viết phương trình của các phản ứng tương ứng. Hướng dẫn giải: - Giả sử hợp chất của N và H có công thức NxHy. Vì tổng điện tích hạt nhân của phân tử bằng 10, mà N có Z = 7 và H có Z = 1 nên hợp chất A chỉ có thể là NH3. - Oxit của N chứa 36,36% khối lượng là O do đó, nếu giả thiết rằng trong phân tử B có 1 nguyên tử O (M = 16) thì số nguyên tử N trong phân tử là: N = 16(100-36,36) : 36,36x14 = 2 Như vậy B là N2O. Các phản ứng hoá học phù hợp là: 2NH3 + NaClO N2H4 + NaCl + H2O N2H4 + HNO2 HN3 + 2H2O HN3 + NaOH NaN3 + H2O 2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2↑ NaNH2 + N2O NaN3 + H2O Như vậy: A = NH3; B = N2O; D = HN3; E = NaN3; G = NaNH2. 2. Công thức cấu tạo của chất D (HN3 - axit hiđrazoic) là: H – N(-3) = N(+5) ≡ N(-3). Trong phân tử HN3 vừa có N(+5) vừa có N(-3) nên nó vừa có tính oxi hoá, vừa có tính khử. Về tính oxi hoá nó giống với axit nitric HNO3 nên nó có thể hoà tan Cu theo phản ứng: Cu + 3HN3 → Cu(N3)2 + N2 + NH3 Khi trộn với HCl đặc nó tạo thành dung dịch tương tự cường thuỷ (HNO3 + 3HCl), nên có thể hoà tan được vàng (Au) theo phản ứng: 2Au + 3HN3 + 8HCl → 2H[AuCl4] + 3N2 + 3NH3 5/10 trang
Câu 7 (2 điểm). 1. Khung cacbon của các hợp chất tecpen được tạo thành từ các phân tử isopren kết nối với nhau theo quy tắc «đầu – đuôi». Ví dụ, nếu tạm quy ước: (đầu) CH2=C(CH3)-CH=CH2 (đuôi) thì phân tử -myrcen (hình bên) được kết hợp từ 2 đơn vị isopren. Dựa vào quy tắc trên, hãy cho biết các chất nào sau đây là α-Myrcen tecpen và chỉ ra các đơn vị isopren trong khung cacbon của các tecpen này. OH O O O O OH O O O O O OH Prostaglan®in PG-H2 O Acoron O O HO Axit abi eti c O Po®ophyllotoxin 2. Viết công thức cấu tạo của sản phẩm cuối (nếu có) từ các phản ứng sau: COOH CF3 + (Na +NH3) C a. + (I2, KI, NaHCO3) A c. b. Br + H2N CH COOH B d. Br + H2O D CH3 Hướng dẫn giải: 1. Acoron và axit abietic là tecpen: O O O O O O Acoron Acoron HO Axit abietic HO Axit abietic 2. Công thức cấu tạo của sản phẩm: A C Các phản ứng b. và d. không xảy ra. O CF3 O I Câu 8 (2 điểm). Viết các phương trình phản ứng điều chế các hợp chất theo sơ đồ sau (được dùng thêm các chất vô cơ và hữu cơ khác): CH3 CHO H HO C OH COCH3 C CH3 b. CHO Cl 6/10 trang
HOOC CH2=CH COCH3 HOOC-(CH2)3-COOH d. CH3COCH2COOC2H5 Hướng dẫn giải: Viết các phản ứng tổng hợp: Br CHO a. O COCH3 COCH3 NBS, as NaOEt 1. O3 2. Zn/H 2O b. O O CHO O C C C Cl Cl2 Zn/HCl (D) AlCl3 AlCl3 (A) (B) Cl (C) CH3 Br H C HO C C OH Br2, as CH3 NaOEt 1. OsO4 /dd KMnO4 Cl (D) (E) (F) 2. Na2SO3 Cl Cl (G) Cl O OH C CH hoÆc NaBH4 H2SO4 , to Cl (C) Cl (E) (F) Cl c. HC CH2 COOEt NaOEt COOH EtOOC H3O+ Br2, KOH + O=C CH3 COOEt EtOH EtOOC to HOOC O H2O O COOH O O COOEt HOOC d. CHO O COOEt NaOEt H3O+ Br2, KOH + EtOH to H2O Câu 9 (1,5 điểm). 1. Anetol có phân tử khối là 148,2 và hàm lượng các nguyên tố: 81,04% C; 8,16% H; 10,8% O. Hãy: a. Xác định công thức phân tử của anetol. b. Viết công thức cấu trúc của anetol dựa vào các thông tin sau: - Anetol làm mất màu nước brom; - Anetol có hai đồng phân hình học; - Sự oxi hóa anetol tạo ra axit metoxibenzoic (M) và sự nitro hóa M chỉ cho duy nhất axit metoxinitrobenzoic. c. Viết phương trình của các phản ứng: (1) anetol với brom trong nước; (2) oxi hóa anetol thành axit metoxibenzoic; (3) nitro hóa M thành axit metoxinitrobenzoic. Viết tên của anetol và tất cả các sản phẩm hữu cơ nêu trên theo danh pháp IUPAC. d. Vẽ cấu trúc hai đồng phân hình học của anetol. 2. Viết công thức cấu tạo của các chất A và B trong sơ đồ điều chế nhựa melamin sau: 7/10 trang
NH2 NH3 CH2O Xianogen clorua A N N B H2N N NH2 Xianuramit (melamin) Hướng dẫn giải: 1. a. Xác định công thức phân tử: C = (81,04/12,00) = 6,75 ; H = (8,16/1,01) = 8,08 ; O = (10,8/16,0 = 0,675 C = 6,75/0,675 = 10 ; H = (8,08/0,675 ) = 12 ; O= 1 C10H 12O b. Viết công thức cấu trúc của anetol: Anetol làm mất màu nước brôm nên có liên kết đôi; vì tồn tại ở dạng hai đồng phân hình học (liên kết đôi, π) và khi oxi hóa cho axit nên có liên kết đôi ở mạch nhánh; vì chỉ cho 1 sản phẩm sau khi nitro hóa nên nhóm metoxi ở vị trí 4 (COOH- nhóm thế loại 2, metoxi nhóm thế loại 1). Đó là axit 4-metoxi-3- nitrobenzoic. Vậy anetol là: H3 C O CH CH CH3 c. Các phương trình phản ứng: (1) anetol với brom trong nước: CH3 CH3 Br CH Br CH Br2/H2O CH OH CH Br H3 C O CH CH CH3 + (2) H3CO H3CO (2) oxi hóa anetol thành axit metoxibenzoic: + o KMnO4/H3O , t H3C O CH CH CH3 H3CO COOH + CH3COOH (3) (3) nitro hóa M thành axit metoxinitrobenzoic: O2 N HNO3/H2SO4 H3CO COOH H3CO COOH (4) Tên của anetol và tất cả các sản phẩm hữu cơ nêu trên theo danh pháp IUPAC: (2) 2-Brom-1-(4-metoxiphenyl)-1-propanol; (3) Axit 4-metoxibenzoic; (4) Axit 4-metoxi-3-nitrobenzoic; d. Hai đồng phân hình học của anetol: H3CO H3CO + H CH3 H CH3 H H (E) -1-metoxi-4-(1-propenyl)benzen (Z) -1-metoxi-4-(1-propenyl)benzen; hoặc (E)-1-(4-metoxiphenyl)-1-propen (Z)-1-(4-metoxiphenyl)-1-propen 8/10 trang
2. Cl H2 N HN CH2 N N NH3 N N HCHO N N Cl C N Cl N Cl N NH2 N NH CH2 n H2N H2C HN A Melamin B Câu 10 (2,5 điểm). 1. Cho sơ đồ sau: HCl PCl5 OH- NaSH (-)-Serin A B C D 1. H3O+, to CH3OH - E (C4H9Cl2NO2) (C4H8ClNO2) 2. OH (C4H9NO2S) Viết công thức Fisơ của E và cho biết cấu hình tuyệt đối (R/S) của nó. 2. a. Từ một monosaccarit, hãy viết các phương trình phản ứng điều chế chất A và B: C6H 5 O OCOCH 3 O O O O H CHO CH3COO OCH 3 A B b. Viết công thức Fisơ của các chất C và D trong dãy chuyển hóa sau: OH HO H O HNO3 Ba(OH)2 C D O to - 2H 2O O H O H H 3. Cho 3 dị vòng (hình bên). Hãy sắp xếp các dị vòng theo N thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi; tăng dần tính bazơ của các N N N nhóm –NH. Giải thích. H H H Hướng dẫn giải: A B C 1. Các phương trình phản ứng: HCl PCl5 HOCH2-CH-COOH HOCH2-CH-COOCH3 ClCH2-CH-COOCH3 ClCH2-CH-COOCH3 CH3OH NH2 NH3Cl NH3Cl NH2 L-(-)-Serin A B C NaSH 1. H3O+,to HSCH2-CH-COOH HSCH2-CH-COOCH3 2. OH- E NH2 NH2 D Công thức hình chiếu Fisơ của E: COOH Công thức hình chiếu Fisơ của E (cystein): H2N R H E có cấu hình R vì độ hơn cấp của -CH2SH > -COOH a. Điều chế A: CH2SH CHO HOCH2 O CH2 HO HO O HO NaBH4 HO 2 (CH3)2CO HO HIO4 O O OH OH + OH H H OH OH O CHO CH2OH CH2OH H2C O A 9/10 trang
hoÆc: CHO HOCH2 O CH2 HO HO O OH NaBH4 OH 2 (CH3)2CO OH HIO4 O O HO HO + HO H H OH OH O CHO CH2OH CH2OH H2 C O Điều chế B CHO HO OH O O MeOH OH C6H5CHO O OH HO -anomer + HO + C6H5 OH HCl H O HO OMe HO OMe OH CH2OH O Ac2O O OAc C6H5 AcONa O AcO OMe b. Công thức Fisơ của các hợp chất C và D: ®ãng vßng lacton CHO COOH OH HO H HO H HO OH H OH HO HO H HNO3 HO H OH Ba(OH)2 H O OH H OH O HO H - 2H2O O to H OH HO H O O O H OH H H COOH H CH2OH H ®ãng vßng lacton H C D 3. a. So sánh nhiệt độ sôi: Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào liên kết hiđro giữa các phân tử. N-H.......N N N-H.......... H N N H H .......N Vòng no, liên kết hiđro giữa nhóm –NH của dị Vòng thơm, liên kết hiđro giữa N vòng no nên rất yếu. nhóm –NH với dị vòng thơm H chứa một nguyên tử nitơ yếu hơn so với dị vòng thơm C có Vòng thơm, liên kết 2 nguyên tử N. hiđro bền. A < B < C b. So sánh tính bazơ: A: Tính bazơ mạnh B: Tính bazơ không còn vì C: Tính bazơ trung bình nhất vì electron n Nsp 3. electron n đã tham gia liên vì electron n Nsp2 hợp vòng thơm. A > C > B …………………………………………. 10/10 trang
SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI GIẢI TOÁN TRÊN MTCT NĂM HỌC 2010-2011 ——————— ĐỀ THI MÔN HOÁ HỌC – THPT ĐỀ CHÍNH THỨC Thời gian làm bài: 150 phút, không kể thời gian giao đề —————————————— Chú ý: đề thi có 09 trang Số phách (Do chủ tịch HĐCT ghi): ............................. Qui định chung: 1, Thí sinh được dùng một trong các loại máy tính: Casio fx-500A, fx-500MS, fx-500ES, fx-570MS, fx-570ES; VINACAL Vn-500MS, Vn-570MS. 2, Nếu có yêu cầu trình bày cách giải, thí sinh chỉ cần nêu vắn tắt, công thức áp dụng, kết quả tính vào ô qui định. 3, Đối với các kết quả tính toán gần đúng, nếu không có chỉ định cụ thể, được lấy đến 4 chữ số thập phân sau dấu phẩy. 1. Phần ghi của thí sinh: Họ và tên: .................................................................................................... SBD ................................ Ngày sinh.............................., Lớp .............., Trường ........................................................................... 2. Phần ghi của giám thị (họ tên, chữ kí): Giám thị 1: ........................................................................................................................................... Giám thị 2: ........................................................................................................................................... 01 of 9
Điểm bài thi Họ tên, chữ kí giám khảo Số phách Bằng số Bằng chữ Giám khảo 1 ...................................................................... Giám khảo 2 ...................................................................... ĐỀ THI VÀ BÀI LÀM Câu 1: Hợp chất X được tạo thành từ 7 nguyên tử của 3 nguyên tố. Tổng số proton của X bằng 18. Trong X có hai nguyên tố thuộc cùng một chu kì và thuộc hai phân nhóm chính liên tiếp trong hệ thống 5 tuần hoàn. Tổng số nguyên tử của nguyên tố có số điện tích hạt nhân nhỏ nhất bằng tổng số nguyên 2 tử của hai nguyên tố còn lại. 1. Xác định công thức cấu tạo của X. 2. Viết phương trình phản ứng xảy ra nếu có khi cho X tác dụng lần lượt với: dung dịch HNO3; dung dịch BaCl2; dung dịch AlCl3; dung dịch Fe(NO3)3 CÁCH GIẢI KẾT ĐIỂM QUẢ 02 of 9
Số phách:…………….. Câu 2: Một chất A phân hủy có thời gian bán hủy là 100 giây, và không phụ thuộc vào nồng độ đầu của chất A. Tính thời gian để 80% chất A bị phân hủy CÁCH GIẢI KẾT ĐIỂM QUẢ Câu 3: Một khoáng chất có chứa 20,93%Nhôm; 21,7%Silic và còn lại là oxi và Hidro (về khối lượng). Hãy xác định công thức của khoáng chất này. CÁCH GIẢI KẾT ĐIỂM QUẢ 03 of 9