Đáp án đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12: Môn Hóa học (Năm học 2012 - 2013)

Chia sẻ: Hiếu Đặng Vĩnh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

212
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhằm giúp các bạn củng cố kiến thức đã học và rèn luyện kỹ năng làm bài thi, mời các bạn cùng tham khảo nội dung đáp án đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 "Môn Hóa học" năm học 2012 - 2013 dưới đây. Hy vọng đề thi sẽ giúp các bạn tự tin hơn trong kỳ thi sắp tới.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đáp án đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12: Môn Hóa học (Năm học 2012 - 2013)

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 UBND TỈNH QUẢNG NAM THPT SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Năm học: 20122013 HƯỚNG DẪN CHẤM (Hướng dẫn chấm gồm có 07 trang) Môn thi : Hóa học Ngày thi: 02/11/2012 Câu Nội dung đáp án Điểm Câu 1 4,00đ 1a. Ion X3+ tổng ba loại hạt: (Z+N+ e) 3= 73 => 2Z + N= 76 1,50đ (2Z3) N = 17 => 2Z N = 20 Tính được Z = 24 (Cr); N= 28 Cấu hình e của X3+: [Ar] 3d3 (hoặc 1s22s22p63s23p63d3) Số e chưa ghép đôi (e độc thân): 3 ↑ ↑ ↑ 2XO 24− + 2H+ X2O 72− + H2O (1) 0,50đ 1b NaHSO4 → Na+ + HSO -4 ; HSO -4 H+ + SO 24− Cho thêm NaHSO4 vào dung dịch K2XO4 có màu vàng (hoặc màu vàng cam), thì dung dịch chuyển sang màu da cam (hoặc đỏ da cam). Do nồng độ ion H+ trong dung dịch tăng, cân bằng (1) chuyển dời theo chiều thuận (tăng nồng độ ion X2O 72− ) 2a Nếu ion Br ở các nút mạng thì có vị trí các ion trong một ô mạng cơ sở: 0,75đ 1 Br : ở đỉnh hình lập phương: .8 = 1 Số ion Br trong một 8 ô mạng cơ sở là 4 1 ở tâm mặt của hình lập phương: . 6 = 3 2 1 K+ : ở cạnh của hình lập phương : .12 = 3 Số ion K+ trong một 4 ô mạng cơ sở là 4 ở tâm khối hình lập phương : 1 Số phân tử KBr trọn vẹn trong một ô mạng cơ sở là: 4 2b Khối lượng riêng của tinh thể KBr: 0,50đ Z.M d= với Z = 4; M = 119 ; NA = 6,022.1023; N A .a 3 a = 2(r K + + r Br ) = 2.(0,133 + 0,195) = 0,656 (nm) 4.119 => d= ﾻ 2,80 g/cm3 6,022.10 .(0,656.107 )3 23 3 Hình dạng phân tử; góc liên kết: 0,75đ BCl3: hình tam giác đều; góc liên kết ClBCl = 1200 BeCl2: dạng trục (đường thẳng); góc liên kết ClBeCl = 1800 NH +4 : hình tứ diện đều; góc liên kết HNH = 109028’ Câu 2 3,00đ 0,50đ 1a. HCl → H + Cl + 0,01M → 0,01M Trang 1
CH3COOH H+ + CH3COO Bđ 0,1 M 0,01M Đly: x (M) → x → x [ ] 0,1x 0,01+x x x(0, 01 + x) K = = 1,75.105 ; 0
0, 059 10- 2 E Fe3+ / Fe2+ = + 0,77 + .lg - 1 = + 0,711 V; 1 10 0, 059 10- 3 E Sn 4+ /Sn 2+ = + 0,15 + .lg - 4 = + 0,1795 V 2 10 => D E pin = 0,711 0,1795 = + 0,5315 V => D G 298 = n. D E .F = 2.96500.0,5315 ﾻ 102579,5 J = 102,5795 kJ Câu 3 5,00đ 1 Khối lượng 2 oxit sắt trong 6,5g quặng là: 6,5.80 : 100 = 5,2g 3,00đ a mol FeO; b mol Fe2O3: mhh = 72a + 160b = 5,2 (1) FeO + 2H+ → Fe2+ + H2O a mol → a mol Fe2O3 + 6H+ → 2Fe3+ + 3H2O b mol → 2b mol 5Fe2+ + MnO -4 + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O amol → a/5 n MnO =n KMnO4 = 0,1.0,1 = 0,01 mol => a = 0,01 => a = 0,05 mol; b = 0,01 mol 4 5 0,05.72.100% %FeO = ﾻ 55,38 % ; % Fe2O3 = 100(55,38 + 20) = 24,62%. 6,5 2 Fe3+ + SO2 + 2 H2O → 2Fe2+ + SO 24- + 4H+ 2bmol → b mol → 2b mol Σn Fe2+ = a + 2b = 0,05 + 2.0,01 = 0,07 mol 7,8 Do lượng dùng 7,8g nên Σn Fe2+ = 0,07. = 0,084 mol 6,5 n MnO =n KMnO4 = 0,192. 0,1 = 0,0192 mol. 4 5Fe + MnO -4 + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 2+ 0,084 mol → 0,0168 0, 084 Giả sử SO2 chỉ tác dụng vừa đủ với Fe3+ thì n MnO4 = = 0,0168 mol 5 0,0168 mol SO2 dư phản ứng với KMnO4. Đặt x mol SO2 dư 5SO2 + 2MnO -4 + 2H2O → 2Mn2+ + 5SO 24- + 4H+ 2x x mol → 5 S n MnO = 0,0168 + 2x = 0,0192 => x = 0,006 mol 4 5 7,8 7,8 S n SO2 = 0,006 + b. = 0,006 + 0,01. = 0,018 mol 6,5 6,5 => VSO2 = 0,018. 22,4 = 0,4032 lít = 403,2 ml 2a Ba2+ + SO42 → BaSO4 1,00đ M2(SO4)x. nH2O → 2M x+ + xSO4 2 + nH2O Mx+ + xNH3 + xH2O → M(OH)x + xNH4+ 2M(OH)x t0 M2Ox + xH2O n SO2 = n BaSO = 27,96 = 0,12 mol; n 1 1 2 n 0,12 M2Ox = . n x+ = . . 2 = 4 4 233 2 M 2 x SO4 x Trang 3
0,12 (2M + 16 x) = 4,08 M = 9x M là Al , x = 3 Al2(SO4)3 x 1n nR = 2 = 0,04 mol 3 SO4 26,64 MR = 0,04 = 666 342 + 18n = 666 n = 18 R: Al2(SO4)3 . 18H2O 2b 0,936 1,00đ n Al(OH)3 = = 0,012 2 trường hợp: Trường hợp 1: Al3+ dư Al3+ + 3OH → Al(OH)3 0,036 0,012 0,036 Thể tích dd NaOH = = 0,18 lít 0, 2 Trường hợp 2: Al3+ hết, kết tủa tan một phần Al3+ + 3OH → Al(OH)3 0,08 → 0,24 → 0,08 nAl ( OH )3 tan = 0,08 0,012 = 0,068 mol Al(OH)3 + OH → [ Al(OH)4] 0,068 → 0,068 0,068 + 0, 24 Thể tích dd NaOH = = 1,54 lít 0, 2 Câu 4 4,00đ 1a. CH(CH3)2 COOH 0,75đ COOH COOH CH2 =CH CH3 KMnO 4 HNO 3 H+,t0 Fe+HCl H+;t0 H2SO 4,t0 COO (X) (Y) (Z) NO2 NH2 + H2,Ni (T) 0 (M) t NH3+ 1b. Nhiệt độ nóng chảy tăng dần: (Y), (Z), (T) , (M). 0,25đ M ở dạng ion lưỡng cực; Z, T có phân tử khối lớn hơn so với Y, T có nhiều liên kết hydro liên phân tử hơn Z, đồng thời nhóm –NH2 làm tăng momen lưỡng cực 2 A: C5H11O2N là một chất lỏng quang hoạt, nên có nguyên tử C*; 1,00đ Cho A vào hỗn hợp gồm Sn và dung dịch HCl, đun nóng, sẽ được chất B (C5H13N) có tính quang hoạt => B có nguyên tử C*; B tác dụng với axit HNO2 thu được ancol. Vậy B là amin bậc I => A là một hợp chất nitro; B tác dụng với axit HNO 2 thu được hỗn hợp gồm ancol C quang hoạt và ancol D là 2metylbutan2ol : CH3C(OH)(CH3)CH2CH3 => CTCT A: CH3CH(NO2)CH(CH3)CH3 Hoặc: CH3CH2CH(CH3)CH2NO2 Sơ đồ phản ứng: Trang 4
CH3 CH3 CH3 CH3 Sn + HCl HNO2 CH3CHCHCH3 CH3CHCHCH3 CH3CHCHCH3 + CH3 CH2 C CH3 + N2 + H2 O NO2 t0 NH2 OH OH (C) (D) Sn + HCl CH3 CH3CH2CHCH2 NO2 CH3CH2 CHCH2 NH2 HNO2 CH3CH2CHCH2 OH + CH 3 CH 2C CH3 0 CH3 t CH3 CH3 OH (C) + N2 + H2 O (D) Cơ chế điều chế D từ A: CH3 CH3 OH (+) (+) CH3CHCHCH3 Sn+HCl CH3CHCHCH3 HNO2 CH3CHCHCH3 Chuyen vi H2O CH3CH2CCH3 CH3 CH2CCH3 NO2 NH2 CH3 CH3 (D) CH3 Sn+HCl HNO2 (+) Chuyen vi (+) CH 3CH 2CHCH 2NO2 CH3CH2 CHCH2 NH2 CH3CH2CHCH2 CH3CH2CCH3 CH3 CH3 CH3 CH3 +H2O OH CH3 CH 2CCH3 (D) CH3 3a. Gọi công thức chung của hai muối là C n H2 n +1COONa. (hay R COONa) 1,00đ Bảo toàn cho Na: nmuối = nNaOH = 2. 0,4 = 0,8 mol 71, 2 M muối = 14 n + 68 = 0,8 = 89 n = 1,5 2 muối là CH3COONa (M=82) và C2H5COONa (M= 96) Hai chất đồng phân tác dụng với NaOH tạo 2 muối trên và 1 ancol nên ancol là CH3OH và hai chất ban đầu là 1 axit và 1 este. CTCT: CH3CH2COOH và CH3COOCH3. 3b. Gọi x, y lần lượt là số mol axit và este trong A. 1,00đ CH3CH2COOH + NaOH → CH3CH2COONa + H2O x → x → x CH3COOCH3 + NaOH → CH3COONa + CH3OH y → x → y nNaOH = x + y = 0,8 m muối = 96x + 82 y = 71,2 x = 0,4 ; y = 0,4. => maxit= m este = 0,4. 74 = 29,6 gam. Câu 5 4,00đ 1a CTPT X: C10H12O 0,50đ 1b Viết công thức cấu trúc của X: 1,00đ X làm mất màu nước brôm nên có liên kết đôi; ozon phân X được hỗn hợp hai chất: metoxibenzandehyt và CH3CHO, nên X có liên kết đôi C=C và khi oxi hóa cho axit thơm nên X có nhân thơm; do 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 4metoxi3nitrobenzoic. Vậy X là: H3C O CH CH CH3 Trang 5
Cấu trúc đồng phân hình học của X; cấu hình Z/E của X: H3CO H3CO + H CH3 H CH3 H H Đồng phân cấu hình (E) Đồng phân cấu hình (Z) Các phương trình phản ứng: (1) X tác dụng với brom trong CCl4: CH3 Br CH CH Br Br2/CCl4 H3C O CH CH CH3 (2) H3CO (2) phản ứng ozon phân: O 3/H2O CH3O CH=CHCH3 CH3O CHO + CH3CHO t0 (3) Phản ứng với dung dịch KMnO4 /H+ tạo axit metoxibenzoic + o KMnO4/H3O , t H3C O CH CH CH3 H3CO COOH + CH3COOH (3) (M) + Mn2+ + H2O (4) Nitro hóa M thành axit metoxinitrobenzoic: O2N HNO3/H2SO4 H3CO COOH H3CO COOH + H2O (4) 2a Công thức Fisơ của A và B: 0,50đ CHO CHO HO OH OH HO HO OH OH OH CH2OH CH2OH (A) (B) 2b Cấu dạng glicopiranozo của A: 0,25đ HO OH OH OH OH O O HO OH 1 C C1 OH HO HO Trang 6
HO OH OH 0,25đ OH O O OH HO OH 1 C C1 HO HO HO Dạng bền nhất: 1C α 2c OH O 0,25đ OH O 1650C HO O HO OH OH + H2O HO HO (A) anhydro (1,6) OH OH O O OH OH OH O 1650C OH OH O OH OH OH OH OH OH (B) Hợp chất A tạo sản phẩm anhydro(1,6) bền hơn B do các nhóm OH ở vị trí 0,25đ 2,3,4 của A dạng biên (equatorial) còn B ở dạng trục (axial). 3a Cấu hình R/S đối với (L)serin và (L)axit xisteic: 0,25đ COO COOH H3N H H3N H CH2OH CH2SO 3 LSerin (cÊu h×nh S) Axit Lxisteic (cÊu h×nh R) Hay : COOH COOH H2N H H2N H CH2OH CH2SO 3H LSerin (cÊu h×nh S) Axit Lxisteic (cÊu h×nh R) 3b pKa (xistein): 1,96 (COOH) ; 8,18 (SH) ; 10,28 (NH 3+ ) 0,25đ (hay : pKa (xistein): 1,96 (COOH) ; 8,18 (SH) ; 10,28 (NH2) ) pHI (xistein) = (1,96 + 8,18) / 2 = 5,07 Ở pH = 1,0 : HS CH2 CH (NH3+) COOH 0,25đ Ở pH = 13,0: S CH2 CH (NH2) – COO 3c pHI theo thứ tự giảm dần: Serin > Xistein > axit Xisteic. 0,25đ axit xisteic có HSO3 là một nhóm có tính axit mạnh (hiệu ứng I,C) ; trong xistein có nhóm –HS (I,+C), trong nước thể hiện tính axit yếu, liên kết trong HS phân cực mạnh hơn so với liên kết trong HO của serin. Trang 7
Nếu học sinh làm theo cách khác nhưng đúng vẫn cho điểm tối đa Hết Trang 8