SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TUYÊN QUANG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC : 2009-2010; MÔN THI : HOÁ HỌC THỜI GIAN : 180 PHÚT. (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ NÀY CÓ 02 TRANG Họ và tên thí sinh SBD: Câu 1: (3,5 điểm) 1. Phân tử AB 2 có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 66. Trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22, số hạt mang điện của B nhiều hơn số hạt mang điện của A là 20. a. Xác định công thức phân tử, viết công thức electron và công thức cấu tạo của AB 2 b. Viết cấu hình electron của nguyên tử A, B. Xác định tổ hơp các số lượng tử cho electron cuối cùng của mỗi nguyên tử A và B? 2. Cân bằng các phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron: a. CrI 3 + KOH + Cl 2 → K 2 CrO 4 + KIO 4 + KCl + H 2 O b. HgS + HCl + HNO 3 → H 2 HgCl 4 + NO + S + H 2 O 3. Tính hiệu ứng nhiệt của 2 phản ứng sau: 2NH 3 + 3/2 O 2 → N 2 + 3 H 2 O (1) 2NH 3 + 5/2 O 2 → 2NO + 3H 2 O (2) So sánh khả năng của 2 phản ứng, giải thích vì sao phản ứng (2) cần có xúc tác. Cho năng lượng liên kết (E) của các phân tử: NH 3 O 2 N 2 H 2 O NO E (kJ/mol) 1161 493 942 919 627 Câu 2: (3,5 điểm) 1. Dung dịch A gồm một trong các cation: NH 4 + ; Na + ; Ba 2+ và anion X có thể là một trong các anion sau: NO 3 – ; CO 3 2– . Vậy A là dung dịch nào? Biết rằng dung dịch A có pH = 5. 2. X là dung dịch Na 2 CO 3 0,1M; Y là dung dịch hỗn hợp gồm Na 2 CO 3 0,1M và KHCO 3 0,1M và Z là dung dịch KHCO 3 0,1M. a. Tính thế tích khí CO 2 (đktc) thoát ra khi cho từ từ từng giọt đến hết 50 ml dung dịch HCl 0,1M vào 100 ml dung dịch X. b. Xác định số mol các chất có trong dung dịch thu được khi thêm 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,1M vào 150 ml dung dịch Z. c. Đề nghị phương pháp nhận biết các anion có trong dung dịch Y. d. Tính pH của các dung dịch X và Z, cho biết axit cacbonic có pK 1 = 6,35 và pK 2 = 10,33. 3. Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl 2 (10 -3 M) và FeCl 3 (10 -3 M) Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch A (Giả sử thể tích dung dịch A không đổi) a. Kết tủa nào tạo ra nước, vì sao? b. Tìm pH thích hợp để tách một trong 2 ion Mg 2+ hoặc Fe 3+ ra khỏi dung dịch. Cho biết, một ion được coi là kết tủa hoàn toàn nếu nồng độ cân bằng của ion đó < 10 -6 M. Cho T Mg(OH) 2 = 10 –11 ; T Fe(OH) 3 = 10 –39 Câu 3: (3 điểm) 1. Tại sao lưu huỳnh là phi kim có độ âm điện khá lớn nhưng ở điều kiện thường lưu huỳnh ít hoạt động, lưu huỳnh hoạt động mạnh khi đun nóng. 2. Viết phương trình phản ứng của lưu huỳnh với: Cl 2 ; KClO 3 ; NaOH ghi rõ điều kiện. Xác định chất khử, chất oxi hoá trong mỗi phản ứng. 3. Độ phân ly nhiệt (tính theo %) ở 727 0 C của các đơn chất halogen: F 2 Cl 2 Br 2 I 2 % 4,3 0,035 0,23 2,8 Hãy nêu quy luật chung của sự biến thiên độ phân ly nhiệt của dãy các halogen trên, giải thích sự bất thường về độ phân ly nhiệt từ F 2 đến Cl 2 . 1 ĐỀ CHÍNH THỨC 4. Cho các trị số góc liên kết: 100,3 0 ; 97,8 0 ; 101,5 0 ; 102 0 và các góc liên kết · FPF ; · ClPCl ; · BrPBr ; ¶ IPI . Hãy gán trị số cho mỗi góc liên kết và giải thích? Câu 4: (3 điểm) 1. Tính pH của dung dịch HCOOH có nồng độ 0,1M; Cho Ka = 1,77. 10 -4 . 2. Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan B với hơi Br 2 có chiếu sáng theo tỉ lệ mol 1:1 người ta thu được hỗn hợp X chỉ gồm 2 sản phẩm phản ứng (một chất vô cơ và một chất hữu cơ) ở thể hơi. Tỉ khối hơi của X so với không khí bằng 4. a. Lập CTPT của B. Xác định CTCT đúng của B. b. Nếu tiến hành phản ứng thế 3 nguyên tử hidro trong phân tử B bằng Clo thì có thể thu được mấy đồng phân? Câu 5: (2 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 0,122 gam chất hữu cơ (A), cho toàn bộ sản phẩm cháy (chỉ có CO 2 và H 2 O) vào bình chứa lượng dư nước vôi trong. Sau thí nghiệm thấy bình đựng nước vôi trong tăng khối lượng là 0,522 gam và tạo ra 0,9 gam kết tủa. a. Tìm công thức đơn giản nhất của (A). b. Hợp chất (B) có công thức phân tử giống như công thức đơn giản nhất của (A). Khi oxi hóa hoàn toàn (B) bằng K 2 Cr 2 O 7 trong môi trường H 2 SO 4 ta được xetođiaxit (X) mạch thẳng, phân tử (X) có ít hơn một nguyên tử cacbon so với phân tử (B). Khi cho (B) cộng hợp H 2 dư thu được n-propylxiclohexan. Khi cho (B) tác dụng với dung dịch KMnO 4 loãng thu được chất (Y) có số nguyên tử cacbon bằng số nguyên tử cacbon trong chất (B). Biết M Y = 190 đvC. Viết công thức cấu tạo của (B), (X), (Y). Câu 6: (3 điểm) 1. Khi thủy phân một peptit người ta chỉ thu được các đipeptit sau: Glu – His, Asp – Glu, Phe – Val, và Val – Asp. Xác định trật tự cấu tạo của các aminoaxit trong peptit trên. 2. Hiđrocacbon A có CTPT là C 9 H 10 . (A) có khả năng tác dụng với Br 2 khan, xúc tác bột Fe. Cho A tác dụng H 2 , xúc tác Ni, t 0 thu được (B) có CTPT là C 9 H 12 . Oxi hoá (B) bằng O 2 trong H 2 SO 4 thu được axeton. a. Xác định CTPT và gọi tên A, B. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Viết cơ chế phản ứng tạo thành sản phẩm chính khi B tác dụng với Br 2 khan theo tỉ lệ mol 1:1, xúc tác bột Fe, t 0 . Giải thích sản phẩm chính tạo thành. Câu 7: (2 điểm) 1. Sắp xếp sự tăng dần tính axit (có giải thích) của các chất trong từng dãy sau: a. ClCH 2 COOH; ICH 2 COOH; BrCH 2 COOH; Cl 3 CCOOH b. p – CH 3 C 6 H 4 COOH; xiclo–C 6 H 11 COOH; p–NO 2 C 6 H 4 COOH; C 6 H 5 COOH. 2. Sắp xếp sự tăng dần tính bazơ (có giải thích) của các chất trong từng dãy sau: a. CH 3 -CH(NH 2 )-COOH, CH 2 =CH-CH 2 -NH 2 , CH 3- CH 2 -CH 2 -NH 2 , CH≡C-CH 2 -NH 2 . b. -NH-CH 3 , -CH 2 -NH 2 , C 6 H 5 -CH 2 -NH 2 , p-O 2 N-C 6 H 4 -NH 2 . (Cho biết: H=1; C=12; O= 16; Ca= 40; Ba= 137). ***HẾT*** 2 Sở giáo dục & đào tạo Tuyên Quang hớng dẫn chấm đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 Năm học: 2009- 2010- Môn thi: Hoá học. (ỏp ỏn ny cú 05 trang) Cõu Ni dung im 1 1. Lp h phng trỡnh: (Z A + N A + E A ) + 2(Z B + N B + E B ) = 66 Do Z A = E B nờn 2Z A + N A + 4Z B + 2N B = 66 2Z A + 4Z B N A 2N B = 22 4Z B 2Z A = 20 a. Gii h pt cho: Z A = 6 v Z B = 8 Cụng thc AB 2 l CO 2 . Cụng thc e: O:: C:: O v cụng thc cu to: O = C = O b. Cu hỡnh e: 6 C : 1s 2 2s 2 2p 2 . v 8 O : 1s 2 2s 2 2p 4 . Electron cui cựng ca C: n=2; l=1; m=0; m s =+1/2 Electron cui cựng ca O: n=2; l=1; m=0; m s =-1/2 2. a. 2CrI 3 + 64KOH + 27Cl 2 2K 2 CrO 4 + 6KIO 4 + 54KCl + 32H 2 O b. 3HgS + 12HCl + 2HNO 3 3H 2 HgCl 4 + 2NO + 3S + 4H 2 O 3. Tớnh hiu ng nhit: E 1 = (2ENH 3 + 3/2EO 2 ) (EN 2 + 3 EH 2 O) = 2. 1161 + 3/2. 493 942 3. 919 = - 637,5 kJ. E 2 = 2ENH 3 + 5/2EO 2 2ENO 3EH 2 O = 2. 1161 + 5/2. 493 2. 627 3. 919 = - 456,5 kJ. - Phn ng (1) cú H õm hn nờn p (1) d xy ra hn. - Nu cú xỳc tỏc thỡ nng lng hot hoỏ s gim v tc phn ng s tng, do ú thc hin phn ng (2) cn cú xỳc tỏc. 3,5 1 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2 1. X l NO 3 vỡ NH 4 NO 3 : mụi trng axit pH < 7. 2. a. Cho t t tng git n ht 50 mL dung dch HCl 0,1M vo 100 mL dung dch Na 2 CO 3 0,1M CO 3 2- + H + HCO 3 - 0,01 0,005 0,005 0,005 0,005 0 0V 2 CO = b. Thờm 100 mL dung dch Ba(OH) 2 0,1M vo 150 mL dung dch KHCO 3 0,1M HCO 3 - + OH - CO 3 2- + H 2 O 0,015 0,02 0,015 0,015 0 0,005 0,015 Ba 2+ + CO 3 2- BaCO 3 0,01 0,015 0,01 0,01 0 0,005 Dung dch cũn 0,005 mol KOH v 0,005 mol K 2 CO 3 c. Trớch mu th, thờm BaCl 2 d vo mu th thy xut hin kt ta trng (tan trong axit), nh vy mu th cú CO 3 2- . Ba 2+ + CO 3 2- BaCO 3 Lc tỏch kt ta, thờm HCl vo dung dch nc lc thy si bt khớ khụng mu (lm c nc vụi trong), vy dung dch cú HCO 3 - HCO 3 - + H + H 2 O + CO 2 . 3,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 3 d. Dung dịch X có các cân bằng: CO 3 2- + H 2 O ⇌ HCO 3 - + OH - K b1 = 10 -3,67 HCO 3 - + H 2 O ⇌ H 2 CO 3 + OH - K b2 = 10 -7,65 H 2 O ⇌ H + + OH - K w = 10 -14 Vì K b1 >> K b2 >> K w nên cân bằng (1) là chủ yếu: pH = 14 - 2 1 (pK b1 + pC) = 14 - 2 1 (3,67 + 1) = 11,67 - Dung dịch Z là dung dịch lưỡng tính nên: pH = 2 1 (pK 1 + pK 2 ) = 2 1 (6,35 + 10,33) = 8,34 3. MgCl 2 → Mg 2+ + 2Cl – và Mg 2+ + 2OH – → Mg(OH) 2 (1) FeCl 3 → Fe 3+ + 3Cl – và Fe 3+ + 3OH – → Fe(OH) 3 (2) a) Để tạo ↓ Fe(OH) 3 thì [OH – ] ≥ 3 3 39 10 10 − − = 10 -12 M (I) Để tạo ↓ Mg(OH) 2 → [OH – ] ≥ 3 11 10 10 − − = 10 -4 M (II) So sánh (I) < (II) thấy → ↓ Fe(OH) 3 tạo ra trước. b) Để tạo ↓ Mg(OH) 2 : [OH – ] = 10 -4 → [H + ] = 10 -10 → pH = 10 (nếu pH < 10 thì không ↓) Để tạo ↓ Fe(OH) 3 hoàn toàn: [Fe 3+ ] > 10 -6 → [OH – ] 3 < 10 -33 → [H + ] > 10 -3 → pH > 3 Vậy để tách Fe 3+ ra khỏi dd: 3 < pH < 10. 0,25 0,5 0,5 0,25 3 1. ở điều kiện thường Lưu huỳnh tồn tại dưới dạng (S 8 ) n hoặc S 8 dạng vòng khép kín, có lực liên kết bền nên độ hoạt động không cao. Khi đun nóng liên kết giữa các nguyên tử lưu huỳnh bị đứt ra nên lưu huỳnh dễ tham gia phản ứng hơn. 2. 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Chất khử: [S 2 ] → [S 2 ] +2 + 2e và chất oxihoá: Cl 2 + 2e → 2Cl – . 3 S + 2 KClO 3 → 2 KCl + 3 SO 2 Chất khử: S → S +4 + 4e và chất oxihoá: Cl +5 + 6e → Cl – 3 S + 6NaOH → 2Na 2 S + Na 2 SO 3 + 3H 2 O Chất khử: S + 2e → S –2 và chất oxihoá S →S +6 + 6e 3. - Qui luật: nhìn chung từ F đến I độ phân li nhiệt tăng do: bán kính nguyên tử tăng, độ dài liên kết tăng, năng lượng liên kết giảm. - Giải thích sự bất thường: + Flo trong phân tử chỉ có liên kết đơn (không có obitan d). + Clo ngoài liên kết ơ còn có liên kết π giữa các obitan d còn trống và cặp e chưa liên kết. 4. Các góc liên kết: ¶ IPI (102 0 ) > · BrPBr (101,5 0 ) > · ClPCl (100,3 0 ) > · FPF (97,8 0 ) - Trong các phân tử , ngưyên tử P đều lai hóa sp 3 và đều còn 1 cặp e chưa chia. - Độ âm điện của phối tử càng tăng thì cặp e liên kết càng lệch về phía phối tử (càng xa P) → lực đẩy giữa các cặp e liên kết càng giảm → góc liên kết giảm. 3 0,5 0,75 0,5 0,25 0,5 0,5 4 1. HCOOH € HCOO - + H + Ka 0,1 0,1 – a a a Ta có: a 2 =1,77.10 -4 (0,1-a) ⇒ a=4,12.10 -2 (M) [ ] 385,212,4lg21012,4lglg 2 =−=−=−= −+ xHpH 3 1 4 • • • • • • • • 2. Lập CTPT của B và chọn CTCT đúng của B. Gọi a (mol) là số mol B đã tham gia phản ứng C n H 2n+2 + Br 2 → C n H 2n+1 Br + HBr a → a a (mol) Sản phẩm phản ứng gồm : C n H 2n+2-k Br k : a mol và HBr : a mol Xhh M = 29.4 = 116 ⇒ (14n+81).a + 81a=116.(a+a) ⇒ n=5 ⇒ CTPT B : C 5 H 12 và dẫn xuất của B : C 5 H 11 Br Vì thu được duy nhất một sản phẩm C 5 H 11 Br ⇒ B phải có cấu tạo đối xứng. ⇒ CTCT B : CH 3 C CH 3 CH 3 CH 3 Neopentan hay 2,2 – đimetylpropan b. Ta thu được 3 đồng phân của dẫn xuất 3 clo của B : CH 3 C CH 3 CCl 3 CH 3 CH 3 C CH 2 Cl CHCl 2 CH 3 CH 3 C CH 2 Cl CH 2 Cl CH 2 Cl 1 0,5 0,5 5 a/. Tìm CTĐGN A: n C = n CO2 = 0,009 mol = n CaCO3 m C = 0,009.12 = 0,108 gam m H2O = 0,522 – 0,009.44 = 0,126 ⇒ m H = 0,126:9 = 0,014 gam m O = 0,122 – (0,108 + 0,014) = 0 ⇒ (A) là CxHy x:y = : = 9 :14 ⇒ CTĐGN A: C 9 H 14 b/. Xác định công thức cấu tạo của (B), (X), (Y), (Z): M B = 122 Vì (B) + H 2 → n-propylxiclohexan (B) + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → (X) có ít hơn (B) 1 C (xetođiaxit) (B) + KMnO 4 + H 2 O → (Y) có số C bằng số C trong (B), M Y = 190 ⇒ số nhóm –OH là (190 – 122) : 17 = 4 ⇒ CTCT (B) : CH 2 CH CH 2 (C 9 H 14 ) ⇒ CTCT (X) : HOOC CH 2 ( C CH 2 O COOH ) 4 (C 8 H 12 O 5 ) ⇒ CTCT (Y) : CH 2 CH CH 2 OH OH OH OH (C 9 H 18 O 4 ) 2 1 0,5 0,25 0,25 5 0,108 12 0,014 1 6 1. Từ Glu – His và Asp – Glu → ? Asp – Glu – His ? Từ Phe – Val và Val – Asp → ? Phe – Val – Asp ? Từ Asp – Glu và Val – Asp → ? Val – Asp – Glu ? Tổ hợp lại ta có pentapeptit: Phe – Val – Asp – Glu - His 2. a. A (C 9 H 10 ) + Br 2 khan (bột Fe, t 0 ) ⇒ A có vòng benzen. A (C 9 H 10 ) + H 2 (Ni, t 0 ) → B (C 9 H 12 ) ⇒ A có một liên kết đôi ở nhánh. B (C 9 H 12 ) + O 2 (H 2 SO 4 ) → axeton ⇒ B là cumen (Isopropyl benzen) H 3 C CH CH 3 A là isopropenylbenzen H 3 C C CH 2 * Các phương trình phản ứng: H 3 C C CH 2 + Br 2 Fe, t 0 H 3 C C CH 2 Br + HBr H 3 C C CH 2 + H 2 Ni, t 0 H 3 C CH CH 3 H 3 C CH CH 3 + O 2 H 2 SO 4 , t 0 OH + CH 3 COCH 3 b. Cơ chế phản ứng : Phương trình phản ứng: Fe, t 0 H 3 C CH CH 3 H 3 C CH CH 3 Br + HBr + Br 2 Isopropyl có hiệu ứng +I nên sản phẩm thế vào vòng benzen ưu tiên vào vị trí ortho hoặc para. Do hiệu ứng không gian loại I của gốc isopropyl nên sản phẩm 3 1 0,5 0,5 0,5 0,25 6 thế chủ yếu ở para. Ta có cơ chế phản ứng : 2Fe + 3Br 2 0 t → 2FeBr 3 Br 2 + FeBr 3 → Br δ + …[FeBr 4 ] δ− Br δ+ [FeBr 4 ] δ− H 3 C CH CH 3 + H 3 C CH CH 3 + Br H [FeBr 4 ] − + H 3 C CH CH 3 + Br H H 3 C CH CH 3 Br + H + [FeBr 4 ] − + H + → FeBr 3 + HBr. 0,25 7 1. Trật tự tăng dần tính axit: a. ICH 2 COOH < BrCH 2 COOH < ClCH 2 COOH < Cl 3 CCOOH pK: 3,14 2,89 2,85 0,66 b. xiclo – C 6 H 11 COOH < p-CH 3 C 6 H 4 COOH < p–C 6 H 5 COOH < NO 2 C 6 H 4 COOH Các gốc hiđrocacbon có hiệu ứng +I lớn thì K a giảm và -I lớn thì K a tăng 2.Trật tự tăng dần tính bazơ : a. CH 3 CH(NH 2 )COOH<CH≡CCH 2 NH 2 <CH 2 =CHCH 2 NH 2 <CH 3- CH 2 -CH 2 -NH 2 Tồn tại ở dạng ion lưỡng cực Độ âm điện C sp > C sp 2 > C sp 3 (b) O 2 N- -NH 2 < -CH 2 -NH 2 < -CH 2 -NH 2 < -NH-CH 3 (A) (B) (C) (D) Nhóm p-O 2 N- C 6 H 4 - hút electron mạnh do có nhóm -NO 2 (-I -C) làm giảm nhiều mật độ e trên nhóm NH 2 Nhóm -C 6 H 4 -CH 2 - hút e yếu Nhóm -CH 2 -C 6 H 11 đẩy e, làm tăng mật độ e trên nhóm NH 2 Nhóm C 6 H 11 và -CH 3 đẩy e, - Amin bậc II 2 0,5 0,5 0,5 0,5 HẾT 7 . TUYÊN QUANG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT CẤP TỈNH NĂM HỌC : 2009-2010; MÔN THI : HOÁ HỌC THỜI GIAN : 180 PHÚT. (Không kể thời gian giao đề) ĐỀ NÀY CÓ 02 TRANG Họ và tên thí sinh SBD:. 40; Ba= 137). ***HẾT*** 2 Sở giáo dục & đào tạo Tuyên Quang hớng dẫn chấm đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 Năm học: 2009- 2010- Môn thi: Hoá học. (ỏp ỏn ny cú 05 trang) Cõu Ni dung im 1 1 nguyên tử cacbon so với phân tử (B). Khi cho (B) cộng hợp H 2 dư thu được n-propylxiclohexan. Khi cho (B) tác dụng với dung dịch KMnO 4 loãng thu được chất (Y) có số nguyên tử cacbon bằng số