SỞ GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2012 – 2013 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 10/10/2012 (Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 10 câu, trong 02 trang Câu 1 (2,0 điểm): 1. Cho biết một số giá trị năng lượng ion hoá thứ nhất (I 1 ,eV): 5,14; 7,64; 21,58 của Ne , Na, Mg và một số giá trị năng lượng ion hoá thứ hai (I 2 , eV): 41,07; 47,29 của Na và Ne. Hãy gán mỗi giá trị I 1 ,I 2 cho mỗi nguyên tố và giải thích. Hỏi I 2 của Mg như thế nào so với các giá trị trên? Vì sao? 2. Giải thích tại sao: a) Axit flohydric là một axit yếu nhất trong các axit HX nhưng lại tạo được muối axit còn các axit khác thì không có khả năng này? b) B và Al là hai nguyên tố kề nhau ở nhóm IIIA nhưng có phân tử Al 2 Cl 6 mà không có B 2 Cl 6 ? Câu 2 (1,0 điểm): Cho các số liệu sau ở 298K: Ag + (dd) N 3 - (dd) K + (dd) AgN 3 (r) KN 3 (r) ∆G o S (kJ.mol -1 ) 77 348 -283 378 77 1. Xác định chiều xảy ra của các quá trình sau: Ag + (dd) + N 3 - (dd) → AgN 3(r) (1) K + (dd) + N 3 - (dd) → KN 3(r) (2) 2. Tính tích số tan của chất điện li ít tan. Câu 3 (3,0 điểm): 1. Cho hai phản ứng giữa graphit và oxi: C (gr) + ½ O 2 (k)  CO (k) (a) C (gr) + O 2 (k)  CO 2 (k) (b) Các đại lượng ∆H 0 , ∆S 0 (phụ thuộc nhiệt độ) của mỗi phản ứng như sau: ∆H 0 T (a) (J/mol) = - 112298,8 + 5,94T ∆H 0 T (b) (J/mol) = - 393740,1 + 0,77T ∆S 0 T (a) (J/K.mol) = 54,0 + 6,21lnT ∆S 0 T (b) (J/K.mol) = 1,54 - 0,77 lnT Hãy lập các hàm năng lượng tự do Gibbs theo nhiệt độ ∆G 0 T (a) = f (T) , ∆G 0 T (b) = f(T) và cho biết khi tăng nhiệt độ thì chúng biến đổi như thế nào? 2. Trong một thí nghiệm người ta cho bột NiO và khí CO vào một bình kín, đun nóng bình lên đến 1400 0 C. Sau khi đạt tới cân bằng, trong bình có bốn chất là NiO (r) , Ni (r) , CO (k) và CO 2(k) trong đó CO chiếm 1%, CO 2 chiếm 99% thể tích; áp suất khí bằng 1 bar (10 5 Pa). Dựa vào kết quả thí nghiệm và các dữ kiện nhiệt động đã cho ở trên, hãy tính áp suất khí O 2 tồn tại cân bằng với hỗn hợp NiO và Ni ở 1400 0 C. Câu 4 (2,0 điểm): Hợp chất MX 2 khá phổ biến trong tự nhiên. Hòa tan MX 2 bằng dung dịch HNO 3 đặc nóng, dư, thu được dung dịch A. Cho A tác dụng với BaCl 2 thấy tạo thành kết tủa trắng, còn khi cho A tác dụng với dung dịch NH 3 dư thấy tạo thành kết tủa nâu đỏ. ĐỀ THI CHÍNH THỨC 1. Hỏi MX 2 là chất gì? Gọi tên chất này và viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Nước tự nhiên (nước suối) ở các vùng mỏ có MX 2 bị axit hóa rất mạnh (pH thấp). Hãy viết phương trình phản ứng để giải thích hiện tượng đó. 3. Nguyên tố X có thể tạo thành với flo hợp chất XF n , trong đó n có giá trị cực đại. Dựa vào cấu hình electron của X để tìm giá trị đó. Các obitan của nguyên tử trung tâm X lai hóa gì? 4. Viết cấu hình electron (dạng obitan) của M và của các ion thường gặp của kim loại M. Câu 5 (2,0 điểm): Canxi xianamit (CaCN 2 ) là một loại phân bón đa năng và có tác dụng tốt. Nó có thể được sản xuất rất dễ dàng từ các loại hóa chất thông thường như CaCO 3 . Quá trình nhiệt phân CaCO 3 cho ra một chất rắn màu trắng X A và một khí không màu X B không duy trì sự cháy. Chất rắn màu xám X C và khí X D hình thành bởi phản ứng khử X A với cacbon. X C và X D còn có thể bị oxy hóa để tạo thành các sản phẩm có mức oxy hóa cao hơn. Phản ứng của X C với nitơ cuối cùng cũng dẫn tới việc tạo thành CaCN 2 . 1. Viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Khi thuỷ phân CaCN 2 thì thu được chất gì? Viết phương trình phản ứng. 3. Trong hóa học chất rắn thì anion CN 2 2- có thể có đồng phân. Axit của cả hai anion đều đã được biết (chỉ tồn tại trong pha khí). Viết công thức cấu tạo của hai axit và cho biết cân bằng chuyển hóa giữa hai axit trên ưu tiên phía nào? Câu 6 (2,0 điểm): Cho 0,1 mol mỗi axit H 3 PO 2 và H 3 PO 3 tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được hai muối có khối lượng lần lượt là 10,408 g và 15,816 g. 1. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên hai phân tử axit trên. 2. Hãy cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử photpho và cấu trúc hình học của hai phân tử trên. Cho nguyên tử khối của các nguyên tố: K = 39,09; H = 1,008; P = 30,97; O = 16,00. Câu 7 (2,0 điểm): Hai chất hữu cơ A và B đều có công thức phân tử C 3 H 6 O. A có một loại hiđro còn B có 4 loại. A cho phản ứng iodofom. B không tham gia phản ứng với dẫn xuất cơ magie. Một trong hai chất này phản ứng với axit malonic tạo thành một hợp chất D có công thức phân tử là C 6 H 8 O 4 (axit meldrum). Chất D phản ứng được với Natri và có pKa = 4,83. Khi ngưng tụ D với andehit thơm thu được sản phẩm E. 1. Hãy xác định cấu trúc của A, B. Chỉ rõ bằng các phản ứng, các đặc điểm cấu trúc. 2. Chất nào tạo ra D? Giải thích và viết phương trình phản ứng tạo D, E. 3. Tại sao D phản ứng được với Na? Câu 8 (2,0 điểm): 1. Một monosaccarit (A) có khối lượng phân tử là 150 đvC. Khi xử lý A với NaBH 4 thì sinh ra hai đồng phân lập thể (B) và (C) không có tính quang hoạt. a) Vẽ công thức cấu tạo của A, B và C bằng cách sử dụng công thức chiếu Fischer. b) Xác định cấu hình tuyệt đối của các chất A, B, C. 2. Glyxin (H 2 N – CH 2 – COOH) là α - aminoaxit. Ba phân tử glyxin có thể tạo ra tripeptit Gly–Gly –Gly thông qua phản ứng ngưng tụ tạo thành amit và kèm theo sự tách hai phân tử nước. a) Hãy viết công thức cấu tạo của tripeptit. b) Từ hỗn hợp các chất sau có thể tạo ra bao nhiêu loại tripeptit? OH OH OH H 2 N HH H H 3 C CH 3 H H 2 N H 2 N O O O Glyxin (Gly) L - Alanin (L - Ala) D - Alanin (D - Ala) c) Tổng cộng có bao nhiêu peptit có đồng phân quang học trong số các tripeptit trên? Câu 9 (2,0 điểm): 1. Isoleuxin được điều chế theo các phản ứng sau (A, B, C, D là kí hiệu các chất cần tìm): 2 2 5 2 2 5 CH (COOC H ) C H ONa + → A 1)KOH 2)HCl → B 2 Br+ → C O t → D 3 +NH → Isoleuxin Hãy cho biết công thức của các chất A, B, C, D và Isoleuxin. 2. Tiến hành phản ứng giữa 3,5,5-trimetyl xiclohex-2-enon và n-butyl magie iodua. Sau đó, thuỷ phân hỗn hợp bằng dung dịch HCl 4,0 M thu được hợp chất B; B chuyển hóa thành năm đồng phân, kí hiệu từ D 1 đến D 5 có công thức phân tử C 13 H 22 . Viết công thức cấu tạo của các đồng phân D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 và giải thích sự hình thành chúng. Câu 10 (2,0 điểm): Một monotecpenoit mạch hở A có công thức phân tử C 10 H 18 O (khung cacbon gồm hai đơn vị isopren nối với nhau theo quy tắc đầu-đuôi). Oxi hoá A thu được hỗn hợp các chất A 1 , A 2 và A 3 . Chất A 1 (C 3 H 6 O) cho phản ứng iodofom và không làm mất màu nước brom. Chất A 2 (C 2 H 2 O 4 ) phản ứng được với Na 2 CO 3 và phản ứng với dung dịch Ca(OH) 2 cho kết tủa trắng không tan trong axit axetic; A 2 làm mất màu dung dịch KMnO 4 loãng. Chất A 3 (C 5 H 8 O 3 ) cho phản ứng iodofom và phản ứng được với Na 2 CO 3 . 1. Viết công thức cấu tạo của A 1 , A 2 và A 3 . 2. Vẽ công thức các đồng phân hình học của A và gọi tên theo danh pháp IUPAC. HẾT Thí sinh được sử dụng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Họ và tên thí sinh : Số báo danh Họ và tên, chữ ký: Giám thị 1: Giám thị 2: CH Br CH 3 CH 2 CH 3 . GD&ĐT NINH BÌNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 THPT Kỳ thi thứ nhất - Năm học 2 0 12 – 20 13 MÔN: HÓA HỌC Ngày thi 10/10 /2 0 12 (Thời gian 180 phút, không kể thời gian phát đề) Đề thi gồm 10. tripeptit? OH OH OH H 2 N HH H H 3 C CH 3 H H 2 N H 2 N O O O Glyxin (Gly) L - Alanin (L - Ala) D - Alanin (D - Ala) c) Tổng cộng có bao nhiêu peptit có đồng phân quang học trong số các tripeptit trên? Câu 9 (2, 0. tìm): 2 2 5 2 2 5 CH (COOC H ) C H ONa + → A 1)KOH 2) HCl → B 2 Br+ → C O t → D 3 +NH → Isoleuxin Hãy cho biết công thức của các chất A, B, C, D và Isoleuxin. 2. Tiến