Đề thi học sinh giỏi Quốc gia THPT môn Hóa học năm học 2022-2023 có đáp án (Vòng 2) - Sở GD&ĐT Quảng Bình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thực hành giải “Đề thi học sinh giỏi Quốc gia THPT môn Hóa học năm học 2022-2023 có đáp án (Vòng 2) - Sở GD&ĐT Quảng Bình” giúp các bạn củng cố lại kiến thức Hóa học và thử sức mình trước kỳ thi. Hi vọng luyện tập với nội dung đề thi sẽ giúp các bạn đạt kết quả cao trong kì thi học sinh giỏi sắp tới. Chúc các bạn thi tốt!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đề thi học sinh giỏi Quốc gia THPT môn Hóa học năm học 2022-2023 có đáp án (Vòng 2) - Sở GD&ĐT Quảng Bình

SỞ GD&ĐT QUẢNG BÌNH KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN DỰ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA ĐỀ CHÍNH THỨC NĂM HỌC 20222023 Khóa ngày 20 tháng 9 năm 2022 Môn thi: HÓA HỌC BÀI THI THỨ HAI Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề) SỐ BÁO DANH:…………… Đề gồm có 04 trang va ̀5 câu Câu 1 (4,0 điểm) 1. Penicillamin có công thức (CH3)2C(SH)CH(NH2)COOH. Vẽ cấu hình (R) và (S) của penicillamin dưới dạng công thức phối cảnh. 2. Từ tinh dầu bạc hà người ta tách được ()menton (trans5metyl2isopropylxiclohexanon). Vẽ các đồng phân lập thể của ()menton. 3. Cho các chất sau đây: O A1 A2 A3 a) So sánh lực axit giữa A1 và A2. Giải thích. b) Đề xuất sơ đồ tổng hợp A1 từ A3. 4. So sánh lực axit của các chất X1, X2, X3, X4. Giải thích. HN C (X1) HC N (X2) HC CC N (X3) HN=C=O (X4) 5. Xitral (CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCH=O có trong tinh dầu chanh gồm 2 đồng phân. Hãy viết công thức cấu trúc hai đồng phân đó. Câu 2 (4,0 điểm) 1. Viết công thức cấu tạo sản phẩm chính tạo thành từ các phản ứng sau: O 1.BH3.THF 1) LDA, 78oC a) b) 2. H2O2/NaOH 2) CH3I 3. Na2Cr2O7, H2SO4, H2O 1
OH 1) H2SO4, HgSO4, H2O 1. CrO3 2) Ph3P=CH2 c) d) 2. Ph3P=CH2 3) BH3.THF 3. mCPBA 4) H2O2, NaOH 1) Br2, as 1. Cl2, AlCl3 2) NaOEt 2. NaOH, 3500C 3) O3 3. EtI 4) DMS e) f) 5) MeMgBr d 4. HNO3, H2SO4 6) H2O 5. Fe, H3O+ 7) Na2Cr2O7, H2SO4, H2O 6. NaOH 7. CH3COCl 2. Epheđrin (G) là một hoạt chất dùng làm thuốc chữa bệnh về hô hấp được chiết từ cây ma hoàng. Epheđrin đã được tổng hợp theo sơ đồ sau: CO, HCl/ AlCl3 CH3CH 2 NO2 , OH − H2 / Ni CH3Br C6 H 6 D E F G Viết công thức cấu tạo của D, E, F và G trong sơ đồ trên. 3. Cho sơ đồ chuyển hóa Cumen như sau: N O2/xt H2SO4 1. H2/Ni, to H Cumen D1 D2 D3 D4 C6H6O 2. PCC CH2O/HCl C16H21NO Viết công thức cấu tạo của các chất D1, D2, D3 và D4. Câu 3 (4,0 điểm) 1. Cho sơ đồ chuyển hóa: Na/NH3 mCPBA Br2 tBuOK X1 X2 CHCl X3 X4 O CHCl3 C H O 3 C H OBr Et2O C8H12 8 12 8 12 2 Viết công thức cấu tạo của các chất X1, X2, X3, X4. 2. Isoleuxin được điều chế theo dãy các phản ứng sau (A, B, C, D là kí hiệu các chất cần tìm): CH2(COOC2H5)2 1. KOH Br2 to NH3 CH3CH2CH(Br)CH3 A B C D Isoleuxin C2H5ONa 2. HCl Hãy cho biết công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D. 3. Histiđin có công thức cấu tạo như sau: O HN OH N NH2 a) Trong dung dịch nước, histiđin tồn tại ở dạng ion lưỡng cực (kí hiệu là HA). Khi axit hóa dung dịch, histiđin bị proton hóa lần lượt thành H 2A+ và H3A2+. Vẽ công thức cấu tạo của dạng H3A2+ và dạng ion lưỡng cực. b) Tính pH của dung dịch HA 0,01M. 2
Cho biết: H3A2+ có pKa1 = 1,82; pKa2 = 6,00; pKa3 = 9,17; Kw = 1014. 4. Trình bày sơ đồ tổng hợp Carnitine từ Epiclohiđrin và các chất hữu cơ không quá 3 nguyên tử cacbon (các tác nhân vô cơ có sẵn). OH O O + Cl N O Epiclohiđrin Carnitine Câu 4 (4,0 điểm) 1. Cho sơ đồ chuyển hóa: mCPBA B 1) H3O+ A 2) CrO3/Py C6H10O 1) NH2OH 1) LiAlH4 pO2NC6H4CHO C D E 2) H2SO4 2) Se, to HO, to C13H10N2O2 Viết công thức cấu tạo của các chất A, B, C, D và E. Biết B là một δ − lacton. 2. Cho sơ đồ tổng hợp Basketen: O O t0 hv 1. Na2CO3 Pb(OAc)4 A O B C D t0 2. HCl Hãy xác định công thức cấu trúc các chất A, B, C, D. 3. Vẽ cơ chế đề xuất cho các quá trình chuyển hóa sau: O COO HO a) N R COO O O O H N H3O+ + b) H3 N OH Câu 5 (4,0 điểm) 1. Ion C 22 tồn tại trong một số hợp chất, ví dụ CaC2. a) Viết cấu hình electron của phân tử C2 và ion C 22 theo lí thuyết MO. b) So sánh độ bền liên kết, độ dài liên kết của phân tử C2 và ion C 22 . Giải thích. c) So sánh năng lượng ion hóa thứ nhất của phân tử C2, ion C 22 và nguyên tử C. Giải thích. 3
2. Các kim loại nhóm IA như Li, Na,... có hoạt tính hóa học cao. Một số hợp chất của chúng có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. a) Viết các phương trình hóa học xảy ra khi đốt cháy từng kim loại Li, Na trong không khí. b) Hiện nay, một số hợp chất chứa kim loại kiềm là các vật liệu tiềm năng cho pin nhiên liệu bởi khả năng lưu trữ hiđro cao, Li3N là một trong những hợp chất như vậy. Một phân tử Li 3N có khả năng phản ứng với hai phân tử H2 qua hai phản ứng theo sơ đồ sau: Li3N + H2 t A + B o A + H 2 t C + B o Hoàn thành các phương trình hóa học và cho biết công thức phân tử các hợp chất A và B. 3. Quy trình chuẩn độ dung dịch A gồm Na2CO3 0,040 M và NaHCO3 0,040 M như sau: Lấy 10,0 ml dung dịch trên cho vào bình nón, thêm vài giọt chất chỉ thị X và chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,040 M đến khi dung dịch đổi màu thì dừng lại. Thêm tiếp vài giọt chất chỉ thị Y vào dung dịch thu được ở trên. Chuẩn độ tiếp bằng dung dịch HCl 0,040 M đến khi dung dịch đổi màu. Hãy tính pH tại điểm tương đương thứ nhất và thứ hai, từ đó chọn chất chỉ thị X, Y thích hợp từ những chất chỉ thị cho dưới đây. Cho biết CO2 tạo thành tan hoàn toàn trong dung dịch; Hỗn hợp H2O + CO2 có pKa1 = 6,62; pKa2 = 10,35. Độ tan của CO2 là LCO = 0,03 M. 2 Chất chỉ thị Khoảng pH đổi Chất chỉ thị Khoảng pH đổi màu màu Metyl lục 0,12,0 Bromthymol xanh 6,07,6 Metyl da cam 3,14,4 Phenolphtalein 8,010,0 Metyl đỏ 4,26,2 Alizarin vàng 10,112,1 4
ĐÁP ÁN BÀI THI THỨ HAI ́ ́ ̀ ồm có 06 trang Đap an nay g Câu Nôi dung ̣ Điêm ̉ Câu 1 1. (0,5 điểm) (4,0 NH2 điểm COOH HS H ) H HS COOH 0,5 NH2 (S) penicillamin (R) penicillamin 2. (1,0 điểm) 0,5 O O I II 5
0,5 O O III IV 3. (1,0 điểm) a) A2 có lực axit lớn hơn A1 vì khi A2 tách proton tạo thành hệ có tính thơm. H H+ 0,5 b) Đề xuất sơ đồ tổng hợp A1 từ A3. O O O O O3/Me2S NaOH H2/Pd Ph3P=CH2 0,5 CHO 4. (1,0 điểm) Lực axit: X1 > X4 > X2 > X3 0,25 Giải thích: Lực axit của X1 > X4 vì X1 có hiđro liên kết với nitơ có độ âm điện lớn và nitơ dương điện, trong khi X4 chỉ có hiđro liên kết với nitơ có độ âm điện lớn. 0,25 Lực axit của X2 > X3 vì X2 có cacbon liền kề liên kết với nitơ có độ âm điện lớn hơn cacbon. 0,25 Lực axit của X4 > X2 vì X4 có hiđro liên kết với nitơ có độ âm điện lớn hơn 0,25 cacbon. 5. (0,5 điểm) Hai đồng phân của xitral là: 0,5 O O Câu 2 1. (2,0 điểm) (4,0 O điểm a) 1.BH3.THF ) 0,25 2. H2O2/NaOH OH 3. Na2Cr2O7, H2SO4, H2O 6
O O 0,25 1) LDA, 78oC b) 2) CH3I 0,25 O OH 1. CrO3 c) 2. Ph3P=CH2 3. mCPBA OH 0,25 1) H2SO4, HgSO4, H2O 2) Ph3P=CH2 d) 3) BH3.THF 4) H2O2, NaOH 1. Cl2, AlCl3 2. NaOH, 3500C NHCOCH3 0,5 3. EtI e) 4. HNO3, H2SO4 5. Fe, H3O+ EtO 6. NaOH 7. CH3COCl 1) Br2, as 2) NaOEt OH 3) O3 0,5 4) DMS f) 5) MeMgBr d 6) H2O 7) Na2Cr2O7, H2SO4, H2O O 2. (1,0 điểm) D: C6H5CHO 0,25 E: C6H5CH(OH)CH(CH3)NO2 0,25 F: C6H5CH(OH)CH(CH3)NH2 0,25 G: C6H5CH(OH)CH(CH3)NHCH3. 0,25 3. (1,0 điểm) OOH OH D1: D2: 0,5 O O N D3: D4: 0,5 Câu 3 1. (1,0 điểm) (4,0 Br điểm 1,0 O O O ) Br X1 X2 X3 X4 7
(Viết đúng công thức cấu tạo của mỗi chất được 0,25 điểm) 2. (1,0 điểm) Br Br C2H5CHCH(CO2C2H5)2 C2H5CHCH(CO2H)2 C2H5CHC(CO2H)2 C2H5CHCHCO2H 1,0 CH3 A CH B C D 3 CH3 CH3 (Viết đúng công thức cấu tạo của mỗi chất được 0,25 điểm) 3. (1,25 điểm) a) Công thức cấu tạo dạng H3A2+: O OH 0,25 HN NH NH3 Công thức cấu tạo dạng ion lưỡng cực: O HN O 0,25 N NH3 b) Trong dung dịch có các cân bằng: (1) HA ﾃ H+ + A Ka3 = 109,17 (2) HA + H2O ﾃ H2A+ + OH Kb2 = 108 (3) H2A+ + H2O ﾃ H3A2+ + OH Kb3 = 1012,8 (4) H2O ﾃ H+ + OH Kw = 1014 Ka3.C ? Kw; Kb2.C ? Kw; Kb2 ? Kb3 nên có thể bỏ qua cân bằng (3) và (4). 0,25 pK a 2 + pK a 3 Khi đó: pH = = 7,59 0,25 2 0,25 4. (0,75 điểm) OH O OH OH O Me3N.HCl +KCN 1. H3O + N 0,75 Cl N Cl N CN O 2. dd NH3 (l) Cl Cl Carnitine Câu 4 1. (1,25 điểm) (4,0 O O điểm O ) NH O A: B: C: 1,25 N N D: E: NO2 (Viết đúng công thức cấu tạo của mỗi chất được 0,25 điểm) 2. (1,0 điểm) 8
O O O t0 O t0 O A B 1,0 O O O HOOC COOH O hv Pb(OAc)4 1. Na2CO3 Basketen 2. HCl D C (Viết đúng công thức cấu trúc của mỗi chất được 0,25 điểm) 3. (1,75 điểm) a) 0,75 b) 9
1,0 Câu 5 1. (1,25 điểm) (4,0 a) Cấu hình electron của phân tử C2: σ s2σ s*2π x2π y2 điểm Cấu hình electron của ion C2 : σ 2σ * 2π 2π 2σ 2 0,25 2 s s x y z ) b) Số liên kết: 6−2 8−2 C2: N = = 2 ; C 22 : N = = 3 0,25 2 2 Liên kết trong ion C22 bền hơn trong phân tử C2; độ dài liên kết trong ion C22 bé hơn trong phân tử C2. 0,25 2 c) Năng lượng ion hóa thứ nhất: I1 (C2) I1 ( C ) > I1 (C) vì năng lượng của 2 electron ở π x hoặc π y bé hơn ở σ z và năng lượng của electron ở σ z bé hơn ở 0,5 2p. 2. (1,0 điểm) a) Phản ứng của Li và Na với O2: 4Li + O2 t 2Li2O o 2Na + O2 t Na2O2 o 0,25 Phản ứng của Li và Na với N2: 6Li + N2 t 2Li3N o 6Na + N2 t 2Na3N o 0,25 b) Li3N + H2 t Li2NH + LiH 0,25 o (A) (B) Li2NH + H2 LiNH2 + LiH 0,25 o t (A) (C) (B) 3. (1,75 điểm) Phản ứng chuẩn độ nấc 1: CO32 + H+ HCO3 Thành phần tại điểm tương đương thứ nhất chỉ có HCO3 pK a1 + pK a2 pH1 = = 8,49 0,25 2 10
Chọn chất chỉ thị phenolphtalein (X) để xác định điểm tương đương thứ 0,25 nhất. Thể tích dung dịch HCl cần thêm vào để đạt đến điểm tương đương thứ nhất là: 0,25 0,040 . 10,0 V1 = = 10,0 (ml) 0,040 Phản ứng chuẩn độ nấc 2: HCO3 + H+ CO2 + H2O Thể tích dung dịch HCl cần thêm vào để đạt đến điểm tương đương thứ 2: 0,25 10,0 . (0,040 + 0,040 . 2) V2 = = 30,0 (ml) 0,040 0,25 10,0 . (0,040 + 0,040) � CCO = = 0,02 (M)