SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2004 - 2005 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu I M (3 điểm) Hãy so sánh giải thích khác độ phân cực phân tử, nhiệt độ sôi độ mạnh tính bazơ NH3 NF3 N2O4 phân li 20,0% thành NO 27oC 1,00 atm Hãy xác định (a) giá trị K p; (b) độ phân li N2O4 27oC 0,10 atm; (c) độ phân li 69g N2O4 bình 20 L 27oC Tính pH dung dịch thu thổi hết 224 mL khí CO vào 200 mL dung dịch NaOH 0,05M, biết axit cacbonic có pK a1 = 6,35 , pK a = 10,33 ĐÁP ÁN ĐIỂM Cấu tạo: N N F H F F H - NH3 phân cực NF3 NH3 lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự chiều, NF lưỡng cực liên kết lưỡng cực electron tự ngược chiều - Nhiệt độ sôi NH3 cao NH3 tạo liên kết H liên phân tử - NH3 bazơ NF3 không, NF3 nguyên tử F hút electron làm giảm mật độ electron nguyên tử N Xét phản ứng phân li: N2O4  2NO2 n nα 2nα n-nα 2nα PNO × 2NO 4α 1− α 2α = ×P = ×P Phần mol: , KP = PN 2O × N 2O 1− α2 1+ α 1+ α H (a) K P = 4α × (0,2) × P = × = 0,17 1− α2 − (0,2) 0,75 (0,25 × 3) 1,50 (0,50 × 3) 4α × 0,10 = 0,17 ⇒ α = 0,546 (54,6%) 1− α2 69 = 0,75mol (c) n = 92 0,75(1 − α) × 0,082 × 300 PN 2O = = 0,9225(1 − α) 20 2.0,75.α × 0,082 × 300 PNO = = 1,845α 20 (1,845α) KP = = 0,17 ⇒ α = 0,1927 (19,27%) 0,9225(1 − α) (b) 0,224 = 0,01mol, n NaOH = 0,2 × 0,05 = 0,01 22,4 Vì số mol CO2 NaOH nên hệ chứa NaHCO3 Có thể tính pH 0,75 hệ lưỡng tính công thức: (0,25+0,5) 1 pH = (pK + pK ) = ( 6,35 + 10,33) = 8,3 2 n CO = Câu II (3 điểm) Viết phương trình phản ứng xảy cho NH 4Cl tác dụng với CuO với ZnO Cho biết ứng dụng thực tế NH4Cl tương ứng với phản ứng Hòa tan 10,00 g hỗn hợp gồm Cu 2S CuS 200,0 mL dung dịch MnO 4- 0,7500 M môi trường axit Sau đun sôi để đuổi hết khí SO sinh ra, lượng MnO4- dư dung dịch phản ứng vừa hết với 175,0 mL dung dịch Fe2+ 1,000 M (a) Viết phương trình phản ứng xảy (dạng phương trình ion thu gọn) (b) Tính phần trăm khối lượng CuS hỗn hợp ban đầu ĐÁP ÁN Trong thực tế, NH4Cl dùng để đánh bề mặt kim loại trước hàn: 4CuO + 2NH4Cl → N2 + 3Cu + CuCl2 + 4H2O ZnO + 2NH4Cl → ZnCl2 + 2NH3 + H2O (a) Phương trình phản ứng: 5Cu2S + 8MnO4- + 44H+ → 10Cu2+ + 5SO2 + 8Mn2+ + 22H2O 5CuS + 6MnO4- + 28H+ → 5Cu2+ + 5SO2 + 6Mn2+ + 14H2O 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (b) Xác định % 1 (1) ⇒ n MnO−4 ( 3) = n Fe + = × 0,175 × = 0,035mol 5 n MnO− (1, ) = 0,2 × 0,75 − 0,035 = 0,115mol ⇒ ĐIỂM 1,50 (0,50 × 3) (1) (2) (3) 0,75 (0,25 × 3) Đặt số mol Cu2S CuS x y, ta có:  160 x + 96 y = 10  x = 0,025  x + y = 0,115 ⇒   y = 0,0625  5 0,0625 × 96 %m CuS = × 100% = 60% ⇒ 10 0,75 Câu III (4 điểm) Chỉ dùng chất thị phenolphtalein, phân biệt dung dịch NaHSO 4, Na2CO3, AlCl3, Fe(NO3)3, NaCl, Ca(NO3)2 Các phản ứng minh họa viết dạng ion thu gọn Hòa tan hết 2,2 g hỗn hợp kim loại A gồm sắt nhôm 150 mL dung dịch HNO 2M thu dung dịch B 448 mL (đktc) khí C gồm N 2O N2 có tỉ khối so với không khí 1,2414 Thêm 13,6 g NaOH nguyên chất vào dung dịch B thu kết tủa D, lọc kết tủa D thu dung dịch nước lọc E (a) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp A ban đầu (b) Nung kết tủa D đến khối lượng không đổi thu gam chất rắn khan? (c) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần thêm vào dung dịch E để thu 2,34 g kết tủa ĐÁP ÁN ĐIỂM Trích mẫu thử cho lần thí nghiệm: 1,50  Cho phenolphtalein vào mẫu thử Mẫu thử có màu hồng dung dịch (0,25 × 6) Na2CO3, mẫu thử lại không màu CO32- + H2O  HCO3- + OH Dùng Na2CO3 làm thuốc thử vào mẫu thử lại Mẫu thử có sủi bọt khí không màu NaHSO4 CO32- + 2H+ → H2O + CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng keo sủi bọt khí không màu AlCl3 2Al3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa đỏ nâu sủi bọt khí không màu Fe(NO3)3 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ Mẫu thử tạo kết tủa trắng Ca(NO3)2 Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ Mẫu thử không tạo tượng NaCl (a) Đặt số mol N2O N2 a b, ta có: 0,448  a + b = = 0,02  22,4 ⇒ a = b = 0,01  44a + 28b  = 1,2414 × 29 = 36  0,02 Đặt số mol Fe Al x y Chất khử Chất oxi hóa Fe - 3e → Fe3+ 10H+ + 2NO3- + 8e → N2O + 5H2O 3x x 0,10 0,08 Al - 3e → Al3+ 12H+ + 2NO3- + 10e → N2 + 6H2O 3y y 0,12 0,10 n ( pu ) = , 22 mol < n ( bd ) = , mol nên axit dư, phản ứng không tạo Vì H + H+ Fe2+ 56 x + 27 y = 2,2 x = 0,02 ⇒ 1,00 Ta có:   y = 0,04  3x + 3y = 0,18 0,02 × 56 × 100% = 50,9% %m Al = 49,1% 2,2 (b) Thêm NaOH vào dung dịch B [H + (0,15.2-0,22 = 0,08 mol), Fe3+ (x = 0,02 mol), Al3+ (y = 0,04 mol) NO3-] H+ + OH- → H2O (1) Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 (2) 3+ Al + 3OH → Al(OH)3 (3) Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O (4) 13,6 n OH − (1, 2,3, ) = n H + + 3n Fe3+ + 4n Al3+ = 0,3mol < n OH − ( bd ) = = 0,34mol 40 ⇒ sau (1), (2), (3), (4) dư OH-, kết tủa D Fe(OH)3 (0,02mol) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O, ⇒ mrắn = m Fe 2O3 = 0,01 × 160 = 1,6g (c) Thêm HCl vào dung dịch E [Na+, OH- (0,04 mol), AlO2- (0,04 mol) NO3-] OH- + H+ → H2O (5) + AlO2 + H + H2O → Al(OH)3 (6) Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O (7) Vậy %m Fe = 0,50 2,34 = 0,03mol 78 n Al( OH )3 = 1,00 (0,50 × 2) Trường hợp 1: Xảy (5), (6) AlO2- dư n H + = n OH − + n Al( OH )3 = 0,04 + 0,03 = 0,07 mol , ⇒ V = 0,07 = 0,14L 0,5 Trường hợp 2: Xảy (5), (6), (7) n Al( OH )3 ( ) = 0,04 − 0,03 = 0,01mol n H + = n OH − + n AlO− + 3n Al( OH )3 ( ) = 0,04 + 0,04 + 0,03 = 0,11mol ⇒ V= 0,11 = 0,22L 0,5 Câu IV (3 điểm) Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng hidro hóa etilen tạo etan, biết nhiệt cháy C 2H6 C2H4 -368,4 kcal/mol -337,2 kcal/mol [sản phẩm cháy CO (k) H2O (l)], nhiệt hình thành H2O (l) -68,32 kcal/mol (a) Viết công thức cấu tạo gọi tên anken cacbon đồng thời có đồng phân hình học đồng phân quang học (b) Viết đồng phân hình học quang học ứng với cấu tạo (sử dụng công thức Fisher) xác định cấu hình đồng phân (Z/E R/S) (b) Viết cấu tạo sản phẩm hình thành cho anken tác dụng với dung dịch nước brom có lượng nhỏ muối natri clorua ĐÁP ÁN (1) C2H6 (k) + 7/2O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l) ∆H = −368,4kcal ∆H = −337,2kcal (2) C2H4 (k) + 3O2 (k) → 2CO2 (k) + 2H2O (l) ∆H = −68,32kcal (3) H2 (k) + 1/2O2 (k) → H2O (l) Lấy (2) - (1) + (3) ta được: C2H4 (k) + H2 (k) → C2H6 (k) ∆H = (−337,2) − (−368,4) + (−68,32) = −37,1kcal (a) Cấu tạo: H CH3 CH CH C ĐIỂM 1,00 0,25 (4-metylhex-2-en) C2H5 CH3 (b) Cấu hình: H H H C C C CH3 H CH3 CH3 CH3 C CH3 C2H5 (Z)(R) C C H H C2H5 (Z)(S) H H C C C H CH3 C2H5 (E)(R) CH3 H C CH3 C C H H 1,00 (0,25 × ) C2H5 (E)(S) (c) Cấu tạo sản phẩm: 0,75 CH3 CH CH CH C2H5 CH3 CH CH CH CH3 Br CH Br CH CH3 CH C2H5 CH3 OH CH Br CH CH3 CH C2H5 Cl Br CH3 CH3 C2H5 (0,25 × ) Câu V (3 điểm) Hidrocacbon A có khối lượng phân tử 80 Ozon phân A tạo andehit fomic andehit oxalic H C H H C C H O O O andehit fomic andehit oxalic (a) Xác định cấu tạo gọi tên A (b) Dùng chế giải thích sản phẩm hình thành cộng Br vào A theo tỉ lệ mol 1:1, gọi tên sản phẩm Hợp chất A có công thức phân tử C9H8 A làm màu Br2 CCl4; hidro hóa A điều kiện êm dịu tạo C9H10, điều kiện nhiệt độ áp suất cao tạo C9H16; oxi hóa mãnh liệt A sinh axit phtalic [1,2-C6H4(COOH)2] Lập luận xác định cấu tạo A ĐÁP ÁN (a) Công thức tổng quát cho A CxHy 12 x + y = 80 x = ⇒ Ta có  , công thức phân tử C6H8 (∆ = 3) y ≤ x + y =   Từ sản phẩm ozon phân ta thu cấu tạo A: H H H H H2C O O C C O O C C O O CH2 CH2 CH CH CH CH CH2 ĐIỂM 0,50 0,50 (0,25 × 2) A (hexa-1,3,5-trien) (b) Cơ chế sản phẩm: 1,50 (0,50 × 3) CH2 CH CH CH CH CH2 Br2 CH2 CH CH CH CH CH2 Br CH2 CH CH CH CH CH2 Br Br (X) CH2 CH CH CH CH CH2 Br CH2 CH CH CH CH CH2 Br Br (Y) CH2 CH CH CH CH CH2 Br CH2 CH CH CH CH CH2 Br Br (Z) 0,50 (X) 5,6-dibromhexa-1,3-dien; (Y) 3,6-dibromhexa-1,4-dien; (Z) 1,6-dibromhexa-2,4-dien A (C9H8) có độ bất bão hòa ∆ = A làm màu Br2 cộng êm dịu phân tử H2 cho thấy A có liên kết đôi A cộng tối đa phân tử H2 oxi hóa tạo axit phtalic cho thấy A có vòng benzen vòng cạnh Công thức A: Câu VI (4 điểm) Chia 3,584 L (đktc) hỗn hợp gồm ankan (A), anken (B) ankin (C) thành phần Phần cho qua dung dịch AgNO dư NH3 thấy thể tích hỗn hợp giảm 12,5% thu 1,47g kết tủa Phần cho qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình brom tăng 2,22g có 13,6g brom tham gia phản ứng Đốt cháy hoàn toàn khí khỏi bình brom hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 2,955g kết tủa Xác định công thức cấu tạo A, B C Từ A viết dãy chuyển hóa (ghi rõ điều kiện phản ứng) điều chế 1,1-dibrompropan 2,2dibrompropan Viết phương trình phản ứng xảy cho C tác dụng với dung dịch KMnO (i) môi trường trung tính nhiệt độ phòng (ii) môi trường axit (H2SO4) có đun nóng ĐÁP ÁN 3,584 = 0,08mol Dung dịch AgNO3/NH3 Trong phần, ta có: n A ,B,C = 22,4 hấp thụ ankin, đặt công thức ankin RC≡CH (giả sử C2H2) RC≡CH + AgNO3 + NH3 → RC≡CAg + NH4NO3 (1) 12,5 n ↓= n ankin = × 0,08 = 0,01mol ⇒ (R + 132) × 0,01 = 1,47 100 ⇒ R = 15 (CH3-), công thức ankin CH3C≡CH Dung dịch brom hấp thụ anken (CnH2n) ankin CnH2n + Br2 → CnH2nBr2 (2) C3H4 + 2Br2 → C3H4Br4 (3) 13,6 m C n H n = 2,22 − 0,01 × 40 = 1,82g , n Br2 ( ) = − 0,01 × = 0,065mol 160 ĐIỂM 0,75 0,75 14n = ⇒ n = 2, công thức anken CH2=CH2 1,82 0,065 Khí khỏi bình brom ankan n C n H n + = 0,08 − 0,01 − 0,065 = 0,005mol Từ (CmH2m+2),  3n +  O → nCO2 + (n+1)H2O (4) CmH2m+2 +    CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (5) 2,955 n CO = n BaCO3 = = 0,015 197 n = ⇒ n = , công thức ankan CH3CH2CH3 Từ (4): 0,005 0,015 Điều chế: C3H8 Cl2,as KOH/ROH C3H7Cl KOH/ROH CH3CH=CH2 HBr peoxit CH3 C CH Phản ứng C: CH3 C CH + 2KMnO4 HBr CH3 Br2 CH3CHBr-CH2Br CH3CH2CHBr2 0,50 1,00 (0,50 × 2) CH3CBr2CH3 C C OK + 2MnO2 + KOH 1,00 (0,50 × 2) O O 5CH3C≡CH + 8KMnO4 + 12H2SO4 → 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO + 4K2SO4 + 12H2O SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2005 - 2006 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu VII (4 điểm) Nêu tượng xảy viết phương trình phản ứng minh họa trường hợp sau: Hòa tan từ từ dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl 3, sau thêm HCl vào (a) dung dịch thu đến dư Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 (b) A dung dịch Na2CO3 0,1M; B dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 0,1M KHCO3 0,1M C dung dịch KHCO3 0,1M Tính tích khí CO2 (đktc) thoát cho từ từ giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl (a) 0,1M vào 100 mL dung dịch A cho hết 100 mL dung dịch B vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M Xác định số mol chất có dung dịch thu thêm 100 mL dung dịch (b) Ba(OH)2 0,1M vào 150 mL dung dịch C Tính pH dung dịch A C, biết axit cacbonic có pK1 = 6,35 pK2 = 10,33 (c) Đề nghị phương pháp nhận biết anion có dung dịch B (d) ĐÁP ÁN (a) Thêm dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl thấy xuất kết tủa trắng keo, sau tan lại: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4Thêm HCl vào dung dịch thu lại thấy xuất kết tủa trắng keo, sau tan lại: Al(OH)4- + H+ → Al(OH)3 + H2O Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O (b) Thêm dung dịch K2CO3 vào dung dịch Fe(NO3)3 thấy xuất kết tủa đỏ nâu sủi bọt khí không màu: 2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 3CO2 (a) Cho từ từ giọt đến hết 50 mL dung dịch HCl 0,1M vào 100 mL dung dịch Na2CO3 0,1M CO32- + H+ → HCO30,01 0,005 0,005 0,005 0,005 2Do CO3 dư nên giai đoạn tạo CO2, VCO2 = Cho hết 100 mL dung dịch Na2CO3 0,1M KHCO3 0,1M vào 200 mL dung dịch HCl 0,1M: CO32- + 2H+ → H2O + CO2 (1) + HCO3 + H → H2O + CO2 (2) + n + n > n Vì CO32 − HCO3− H + nên H phản ứng hết n + = 0,01mol H Giả sử (2) xảy trước từ (1) (2) ta có n CO = 0,015mol Giả sử (1) xảy trước ta có n CO = ĐIỂM 0,50 0,25 0,50 1,00 Thực tế (1) (2) đồng thời xảy nên: 0,224L = 0,01 × 22,4 < VCO < 0,015 × 22,4 = 0,336L (b) 0,1M (c) Thêm 100 mL dung dịch Ba(OH)2 0,1M vào 150 mL dung dịch KHCO3 HCO3- + OH- → CO32- + H2O 0,015 0,02 0,015 0,015 0,005 0,015 Ba2+ + CO32- → BaCO3 0,01 0,015 0,01 0,01 0,005 Dung dịch 0,005 mol KOH 0,005 mol K2CO3 Dung dịch A có cân bằng: CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OHKb1 = 10-3,67 0,50 HCO3- + H2O ⇌ H2O + CO2 + OH- Kb2 = 10-7,65 H2O ⇌ H+ + OH- KN = 10-14 Vì Kb1 >> Kb2 >> KN nên cân (1) chủ yếu: 1 pH = 14 - (pKb1 + pC) = 14 - (3,67 + 1) = 11,67 2 Dung dịch C dung dịch lưỡng tính nên: 1 pH = (pK1 + pK2) = (6,35 + 10,33) = 8,34 2 (d) Trích mẫu thử, thêm BaCl2 dư vào mẫu thử thấy xuất kết tủa trắng (tan axit), mẫu thử có CO32- Ba2+ + CO32- → BaCO3 Lọc tách kết tủa, thêm HCl vào dung dịch nước lọc thấy sủi bọt khí không màu (làm đục nước vôi trong), dung dịch có HCO3HCO3- + H+ → H2O + CO2 0,75 0,50 Câu VIII (4 điểm) (a) Amoniac có tính oxi hóa hay tính khử? Viết phương trình phản ứng minh họa (b) Trong dung môi amoniac lỏng, hợp chất KNH 2, NH4Cl, Al(NH2)3 có tính axit, bazơ hay lưỡng tính ? Viết phương trình phản ứng minh họa Hòa tan 4,8 gam kim loại M dung dịch HNO đặc nóng dư, hay hòa tan 2,4 gam muối sunfua kim loại dung dịch HNO3 đặc nóng, sinh khí NO2 tích điều kiện (a) Viết phương trình phản ứng dạng phương trình ion (b) Xác định kim loại M, công thức phân tử muối sunfua (c) Hấp thụ khí sinh hai phản ứng vào 300 mL dung dịch NaOH 1M, thêm vào phenolphtalein Hỏi dung dịch thu có màu gì? Tại sao? ĐÁP ÁN (a) NH3 vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử : Tính oxi hóa: K + NH3 (l) → KNH2 + 1/2H2 Tính khử: 2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O (b) KNH2 bazơ, NH4Cl axit Al(NH2)3 có tính lưỡng tính ĐIỂM 0,75 Phản ứng trung hòa: KNH2 + NH4Cl → KCl + 2NH3 Phản ứng chất lưỡng tính với axit: Al(NH2)3 + 3NH4Cl → AlCl3 + 6NH3 Phản ứng chất lưỡng tính với bazơ: Al(NH2)3 + KNH2 → K[Al(NH2)4] 075 (a) Phương trình phản ứng: M + 2mH+ + mNO3- → Mm+ + mNO2 + mH2O (1) + M2Sn + 4(m+n)H + (2m+6n)NO3- → 2Mm+ + nSO42- + (2m+6n)NO2 + 2(m+n)H2O (b) Vì số mol NO2 hai trường hợp nên ta có: 4,8 2,4 m= ( 2m + 6n ) M 2M + 32n 64mn  M = ⇒ 6n − 2m , nghiệm thích hợp n = 1, m = M = 64  n , m = 1,2,3 Vậy M Cu công thức muối Cu2S 4,8 = 0,075mol (c) n Cu = 64 Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O ⇒ n NO = × × 0,075 = 0,3mol = n NaOH ⇒ xảy vừa đủ phản ứng: 2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O Dung dịch thu có màu hồng NO2- tạo môi trường bazơ: NO2- + H2O ⇌ HNO2 + OH- 1,00 (2) 0,75 0,75 Câu IX (4 điểm) (a) Tính tỉ lệ sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phòng) monobrom hóa (tại 127 oC) isobutan Biết tỉ lệ khả phản ứng tương đối nguyên tử H cacbon bậc nhất, bậc hai bậc ba phản ứng clo hóa 1,0 : 3,8 : 5,0 phản ứng brom hóa : 82 : 1600 (b) Dựa vào kết tính câu (a), cho nhận xét yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng sản phẩm phản ứng halogen hóa ankan Dùng chế phản ứng giải thích xử lý 2,7-đimetylocta-2,6-dien với axit photphoric thu 1,1-đimetyl-2-isopropenylxiclopentan Hiđro hóa hiđrocacbon A (C 8H12) hoạt động quang học thu hiđrocacbon B (C 8H18) không hoạt động quang học A không tác dụng với Ag(NH 3)2+ tác dụng với H2 có mặt Pd/PbCO3 tạo hợp chất không hoạt động quang học C (C8H14) Lập luận xác định cấu tạo (có lưu ý cấu hình) gọi tên A, B, C Oxi hóa mãnh liệt A dung dịch KMnO4 H2SO4.Viết phương trình hoá học ĐÁP ÁN ĐIỂM (a) Tỉ lệ sản phẩm: 0,50 10 CH3 (d) CH3 +CH3Cl +H2SO4 CH3 Br + Br2 AlCl3 0,50 Fe SO3H CH3 Br + KMnO4 t SO3H COOH Br (a) X (CxHy), có 12x + y = 128 (y ≤ 2x + 2) có hai nghiệm thích hợp C 10H8 C9H20 Tuy nhiên, X tác dụng với hidro, nên công thức C 10H8 ( ∆ = ) Vì X không làm nhạt màu nước brom nên cấu tạo thích hợp X naphtalen phù hợp với giả thiết Y tetralin Z decalin : 1,00 (naphtalen) (decalin) (tetralin) (b) Phản ứng : NO2 H2SO4 + HONO2 + H2O 0,50 Fe + Br2 Fe + HBr 23 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Đề có hai (2) trang Câu XVII (4 điểm) Tính pH dung dịch thu trộn lẫn 50,0 mL dung dịch NH 4Cl 0,200 M với 75,0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10-5 Phèn muối sunfat kép cation hóa trị (như K + hay NH4+) cation hóa trị ba (như Al3+, Fe3+ hay Cr3+) Phèn sắt amoni có công thức (NH4)aFe(SO4)b.nH2O Hòa tan 1,00 gam mẫu phèn sắt vào 100 cm H2O, chia dung dịch thu thành hai phần Thêm dung dịch NaOH dư vào phần đun sôi dung dịch Lượng NH thoát phản ứng vừa đủ với 10,37 cm3 dung dịch HCl 0,100 M Dùng kẽm kim loại khử hết Fe 3+ phần hai thành Fe2+ Để oxi hóa ion Fe2+ thành ion Fe3+ trở lại, cần 20,74 cm3 dung dịch KMnO4 0,0100 M môi trường axit (a) Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn xác định giá trị a, b, n (b) Tại phèn tan nước tạo môi trường axit ? ĐÁP ÁN C oNH 4Cl = −1 0,050L × 0,200mol.L 0,125L = 0,08M ; C oNaOH = ĐIỂM −1 0,075L × 0,100mol.L 0,125L = 0,06M NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 + H2O 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,02 0,06 Xét cân : NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OH0,06 0,02 x x x 0,06–x 0,02+x x [ NH +4 ][OH − ] (0,02 + x ) x Kb = = = 1,8.10 −5 , [ NH ] 0,06 − x 0,06 x = 1,8.10 −5 × = 5,4.10 −5 M 0,02 0,50 gần ⇒ pH = 14 − [− lg(5,4.10 −5 )] = 9,73 (a) Đặt số mol phèn sắt (NH4)aFe(SO4)b.nH2O phần x mol Phương trình phản ứng phần : NH4+ + OH- → NH3 + H2O ax ax 3+ Fe + 3OH → Fe(OH)3 NH3 + H+ → NH4+ ax ax Phương trình phản ứng phần hai : Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ x 1,00 10,25 24 x 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O x x/5 Ta có : ax = 0,01037L × 0,100mol.L−1 = 1,037.10 −3 mol x = × 0,02074L × 0,010mol.L−1 = 1,037.10 −3 mol ⇒ a=1 Công thức phèn viết lại NH4+Fe3+(SO42-)b.nH2O ⇒ b=2 Từ M = 18 + 56 + 96.2 + 18n = 0,5 gam 1,037.10 −3 mol ⇒ n = 12 Công thức phèn sắt – amoni NH4Fe(SO4)2.12H2O (b) Phèn tan nước tạo môi trường axit ion NH 4+, Al3+, Fe3+ Cr3+ ion axit (các ion K+ có tính trung tính, SO42- có tính bazơ yếu) NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+ M3+ + H2O ⇄ M(OH)2+ + H+ Câu XVIII (4 điểm) Viết phương trình phản ứng xảy cho đơn chất As Bi tác dụng với dung dịch HNO3 (giả thiết sản phẩm khử khí NO) So sánh (có giải thích) tính tan nước, tính bazơ tính khử hai hợp chất với hidro amoniac (NH3) photphin (PH3) Một giai đoạn quan trọng trình tổng hợp axit nitric oxi hóa NH không khí, có mặt Pt xúc tác (a) Xác định nhiệt phản ứng phản ứng này, biết nhiệt hình thành chất NH (k), NO (k) H2O (k) – 46 kJ/mol; + 90 kJ/mol - 242 kJ/mol (b) Trong công nghiệp, người ta sử dụng nhiệt độ áp suất để trình tối ưu ? Tại ? ĐÁP ÁN ĐIỂM Phương trình phản ứng : 3As + 5HNO3 + 2H2O → 3H3AsO4 + 5NO Bi + 4HNO3 → Bi(NO3)3 + NO + 2H2O 1,00 Tính tan : NH3 tan tốt PH3 nước, phân tử phân cực có khả tạo liên kết hidro với nước H H H N H O H N H H H Tính bazơ : NH3 có tính bazơ mạnh PH 3, liên kết N-H phân cực mạnh liên kết PH, làm cho nguyên tử N phân tử NH giàu electron hơn, dễ dàng nhận proton (một nguyên nhân giải thích cho điều ion NH 4+ bền PH4+) 25 Tính khử : PH3 có tính khử mạnh nhiều so với NH3, nguyên tử P phi kim có độ âm điện nhỏ phân tử PH3 bền NH3 (a) 4NH3 (k) + 5O2 (k) → 4NO (k) + 6H2O (k) ∆H = 4∆H NO + 6∆H H 2O − 4∆H NH = ∆H = ( × 90 kJ) + [6 × ( −242 kJ )] − [ × (−46kJ ) = −908kJ (b) Vì phản ứng tỏa nhiệt, nên để tăng hiệu suất cần giảm nhiệt độ Tuy nhiên hạ nhiệt độ thấp làm giảm tốc độ phản ứng, nên thực tế phản ứng tiến hành 850-900oC có xúc tác Pt Vì phản ứng thuận chiều làm tăng số phân tử khí, nên để tăng hiệu suất phản ứng cần giảm áp suất Tuy nhiên, điều kiện áp suất gây tăng giá thành công nghệ sản xuất, nên ta dùng áp suất thường (1 atm) Câu XIX (4 điểm) Dùng hình vẽ, mô tả thí nghiệm tiến hành phòng thí nghiệm để xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ Hoàn thành phản ứng Xác định sản phẩm phản ứng dùng chế giải thích hình thành sản phẩm (a) CH3-CH=CH2 (propilen) + HCl → o C (b) CH3-CH2-CH(OH)-CH3 (ancol s-butylic) H2SO4 ,180  → o H SO , t (c) C6H5CH3 + HNO3  → Dùng sơ đồ xen phủ obitan nguyên tử để mô tả phân tử CH 3-CH=C=CH-CH3 (phân tử A) CH3-CH=C=C=CH-CH3 (phân tử B) Cho biết A, B có đồng phân hình học hay không ? Tại ? ĐÁP ÁN Thí nghiệm xác định có mặt nguyên tố C H có glucozơ : ĐIỂM 1,5 Phản ứng chế phản ứng: (a) Phản ứng : CH3 CH CH2 + HCl CH3 CH CH3 (s¶n phÈm chÝnh) Cl CH3 CH2 CH2 Cl Cơ chế (cộng AE) : 26 δ− CH3 CH CH2 (X) CH3 CH CH3 H+ CH3 CH2 0,50 Cl- CH2 (Y) CH3 CH CH3 Cl Sản phẩm hình thành theo hướng tạo cacbocation trung gian bền vững Dễ thấy cacbocation (X) bền (Y) (do điện tích giải tỏa nhiều hơn, với 6Hα), nên sản phẩm isopropyl clorua (b) Phản ứng : H2SO4 CH3 CH2 CH CH3 OH CH3 CH CH CH3 + H2O (s¶n phÈm chÝnh) CH2 CH CH2 CH3 + H2O Cơ chế (tách E1) : CH3 CH2 CH CH3 OH H+ CH3 CH CH CH3 (X) CH3 CH2 CH CH3 -H2O + OH2 0,50 CH2 CH CH2 CH3 (Y) Sản phẩm hình thành theo hướng tạo sản phẩm bền Ở đây, (X) bền (Y) có số nguyên tử H α tham gia liên hợp, làm bền hóa liên kết π nhiều (c) Phản ứng : CH3 CH3 + HONO2 H2SO4 NO2 + H2O CH3 + H2O 0,50 NO2 Cơ chế (thế SE2Ar) : HONO2 + H2SO4 → HSO4- + H2O + +NO2 CH3 CH3 CH3 + NO2 CH3 H NO2 NO2 -H+ CH3 CH3 + NO2 -H+ H NO2 NO2 Phản ứng dịnh hướng vào vị trí meta-, mật độ electron vị trí phân tử toluen giàu vị trí ortho-, para- Đồng thời phản ứng vào vị trí tạo giải tỏa điện tích tốt phức π Mô hình phân tử : 27 H H 1,00 CH3 CH3 Trong truờng hợp này, nhóm không đồng phẳng, nên phân tử không xuất hiện tượng đồng phân hình học H H CH3 CH3 Trong trường hợp này, nhóm đồng phẳng, nên phân tử xuất hiện tượng đồng phân hình học Câu XX (4 điểm) Thổi 672 mL (đktc) hỗn hợp khí A gồm ankan, anken ankin (đều có số nguyên tử cacbon phân tử nhau) qua dung dịch AgNO 3/NH3, thấy có 3,4 AgNO3 tham gia phản ứng Cũng lượng hỗn hợp khí A làm màu vừa hết 200 mL dung dịch Br2 0,15 M (c) Xác định thành phần định tính định lượng chất A (d) Đề nghị phương pháp tách riêng chất khỏi hỗn hợp A Oxi hóa m gam hợp chất hữu A CuO cho sản phẩm sinh gồm CO H2O qua bình đựng Mg(ClO 4)2 bình đựng lít Ca(OH) 0,0 M thu gam kết tủa Khối lượng bình tăng 1,08 gam khối lượng CuO giảm 3,2 gam, M A < 100 Oxi hóa mãnh liệt A, thu hai hợp chất hữu CH3COOH CH3COCOOH (a) Xác định công thức cấu tạo gọi tên A (b) Viết dạng đồng phân hình học tương ứng A (c) Khi cho A tác dụng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1, tạo sản phẩm ? Giải thích ĐÁP ÁN ĐIỂM (a) Nếu ankin có dạng RC≡CH : RC≡CH + AgNO3 + NH3 → RC≡CAg + NH4NO3 3,4gam ⇒ n (ankin) = 170gam / mol = 0,02mol n Br2 ≥ × n (ankin ) = 0,04mol Điều trái giả thiết, số mol Br2 0,2L × 0,15mol / L = 0,03mol Vậy ankin phải C2H2 ankan C2H6, anken C2H4 Từ phản ứng : C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2 + 2NH4NO3 ⇒ n(C2H2) = 1/2n(AgNO3) = 0,01 mol Từ phản ứng : C2H2 + 2Br2 → C2H2Br4 C2H4 + Br2 → C2H4Br2 ⇒ n(C2H4) = 0,01 mol ⇒ n(C2H6) = 0,50 0,672L − 0,01mol − 0,01mol = 0,01 mol 22,4L / mol (b) Thổi hỗn hợp qua binh chứa dung dịch AgNO3/NH3 dư Lọc tách kết tủa, hòa tan kết tủa dung dịch HCl dư thu khí C2H2 C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 → C2Ag2 + 2NH4NO3 C2Ag2 + 2HCl → C2H2 + 2AgCl 28 Khí khỏi bình chứa dung dịch AgNO 3/NH3, thổi tiếp qua dung dịch nước brom dư Chiết lấy sản phẩm đun nóng với bột Zn (trong CH3COOH) thu C2H4 : C2H4 + Br2 → C2H4Br2 C2H4Br2 + Zn → C2H4 + ZnBr2 Khí khỏi bình chứa dung dịch brom khí C2H6 (a) n(H2O) = 0,06 mol ⇒ n(H) = 0,12 mol Từ phản ứng : CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 → Ca(HCO3)2 với n Ca ( OH ) = 0,045mol n CaCO3 = 0,02mol ⇒ n(CO2) 0,02 mol 0,07 mol n(O) tham gia phản ứng 3,2gam = 0,2mol 16gam / mol Vậy số mol O A : n(O) = 0,02mol × + 0,06 mol – 0,2 mol < (loại) n(O) = 0,07mol × + 0,06 mol – 0,2 mol = mol ⇒ A hidrocacbon có công thức đơn giản C7H12 Vì MA < 100, nên công thức phân tử A C7H12 ( ∆ = ) Cấu tạo A phù hợp với giả thiết là: CH3 CH C CH CH CH3 (3-metylhexa-2,4-dien) CH3 1,00 0,50 (b) Các dạng đồng phân hình học : CH3 CH3 H3C CH3 H CH3 H CH3 C C CH3 C C H C C CH3 C C H H C C H C C CH3 C C CH3 C C H H H CH3 H H H CH3 cis-cis 1,00 cis-trans trans-cis 0,50 trans-trans (c) Tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 tạo sản phẩm : H CH3 CH C C CHBr CH3 CH3 + Br2 H CH3 CH C CH CH CH3 CH3 C C CH CHBr CH3 - BrCH3 CH3 H CH3 C C CH CH CH3 Br CH3 CH3CH=C(CH3)-CHBr-CHBr-CH3 + Br- 0,50 CH3-CHBr-C(CH3)=CH-CHBr-CH3 CH3-CHBr-CBr(CH3)-CH=CH-CH3 Câu XXI ( điểm) 29 Trình bày phương pháp phân biệt cặp chất (mỗi trường hợp dùng thuốc thử đơn giản, có viết phản ứng minh họa) : (a) m-bromtoluen benzylbromua (b) phenylaxetilen styren Từ benzen chất vô cơ, xúc tác cần thiết khác có đủ, viết phương trình phản ứng hóa học điều chế : (a) meta-clonitrobenzen (b) ortho-clonitrobenzen (c) axit meta-brombenzoic (d) axit ortho-brombenzoic Hidrocacbon X có phân tử khối 128, không làm nhạt màu dung dịch Br X tác dụng với H2 (xúc tác Ni, t) tạo sản phẩm Y Z Oxi hóa mãnh liệt Y tạo sản phẩm axit ophtalic, o-C6H4(COOH)2 (a) Xác định cấu tạo gọi tên X, Y, Z (b) Viết phản ứng tạo sản phẩm chính, cho X tác dụng với dung dịch HNO đặc (H2SO4 đặc xúc tác) Br2 (xúc tác bột sắt) Biết phản ứng, tỉ lệ mol chất tham gia phản ứng 1:1 ĐÁP ÁN ĐIỂ M Phân biệt chất : (a) Dùng AgNO3, benzyl bromua cho kết tủa vàng : C6H5CH2Br + AgNO3 + H2O → C6H5CH2OH + AgBr + HNO3 (b) Dùng dung dịch AgNO3/NH3, phenylaxetilen cho kết tủa vàng xám : C6H5C≡CH + AgNO3 + NH3 → C6H5C≡CAg + NH4NO3 Điều chế : (a) NO2 NO2 + HONO2 + Cl2 H2SO4 Fe Cl Cl +H2SO4 NO2 + HONO2 Fe 0,50 H2SO4 SO3H Cl SO3H NO2 t CH3 (c) 0,25 Cl Cl + Cl2 (b) 1,00 + CH3Cl AlCl3 COOH COOH + KMnO4 0,25 + Br2 Fe Br 30 CH3 (d) CH3 +CH3Cl +H2SO4 CH3 Br + Br2 AlCl3 0,50 Fe SO3H CH3 Br + KMnO4 t SO3H COOH Br (a) X (CxHy), có 12x + y = 128 (y ≤ 2x + 2) có hai nghiệm thích hợp C 10H8 C9H20 Tuy nhiên, X tác dụng với hidro, nên công thức C 10H8 ( ∆ = ) Vì X không làm nhạt màu nước brom nên cấu tạo thích hợp X naphtalen phù hợp với giả thiết Y tetralin Z decalin : 1,00 (naphtalen) (decalin) (tetralin) (b) Phản ứng : NO2 H2SO4 + HONO2 + H2O 0,50 Fe + Br2 Fe + HBr 31 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu XXII (4 điểm) Xét hợp chất với hidro nguyên tố nhóm VA Góc liên kết HXH (X kí hiệu nguyên tố nhóm VA) nhiệt độ sôi cho bảng Đặc điểm NH3 PH3 AsH3 SbH3 Góc HXH 107o 93o 92o 91o o Nhiệt độ sôi ( C) - -87,7 -62,0 -18,0 33,0 So sánh giải thích khác biệt giá trị góc liên kết nhiệt độ sôi chất Khi cho NH3 vào dung dịch AgNO3 thấy có vẩn đục màu trắng tan lại NH dư, thêm AsH3 vào dung dịch AgNO3 lại thấy xuất kết tủa Ag dung dịch thu có chứa axit asenơ Viết phương trình phản ứng giải thích có khác biệt Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k) Ở 450oC số cân phản ứng K P = 1,5.10-5 Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 ban đầu trộn N2 H2 theo tỉ lệ 1:3 thể tích áp suất hệ 500 atm ĐÁP ÁN Từ N đến Sb bán kính nguyên tử tăng dần, đặc trưng lai hóa sp nguyên tử X phân tử XH3 giảm dần, nên góc liên kết trở gần với góc hai obitan p khiết (Cũng giải thích từ Sb đến N độ âm điện nguyên tử trung tâm tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần, làm khoảng cách cặp electron liên kết giảm, lực đẩy chúng tăng, nên góc liên kết tăng) NH3 tạo liên kết H liên phân tử, PH không, từ NH3 đến PH3 nhiệt độ sôi giảm Từ PH3 đến SbH3 nhiệt độ sôi tăng phân tử khối tăng ĐIỂM 0,50 1,00 (0,50 × 2) Phương trình phản ứng : AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH + NH4NO3 AgOH + 2NH3 → Ag(NH3)2OH −3 +1 +3 As H + Ag NO + 3H O → H As O + Ag+ 6HNO NH3 có tính bazơ mạnh AsH3, ngược lại AsH3 có tính khử mạnh NH3 Gọi x h số mol ban đầu N2 hiệu suất phản ứng N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k) o n x 3x n hx 3hx 2hx x(1-h) 3x(1-h) 2hx ⇒ Σn = x(4-2h) 1,50 (0,50 × 3) 1,00 (0,50 × 2) 32 KP = PNH PN PH3 =  xh   P   x ( − 2h )  ⇔ 2h ( − 2h ) 5,2(1 − h ) =P K  x (1 − h )  3x (1 − h )   P  P   x (4 − 2h )  x (4 − 2h )  ⇔ 14,1h − 28,2h + 10,1 = với h ≤ ⇒ h = 0,467 , hiệu suất phản ứng 46,7% Câu XXIII (4 điểm) Trộn lẫn mL dung dịch NH3 1M mL dung dịch HCl 1M thu dung dịch A Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu dung dịch B −5 (a) Xác định pH dung dịch A B, biết K NH3 = 1,8.10 2 (b) So với dung dịch A, giá trị pH dung dịch B có thay đổi lớn hay nhỏ ? Nguyên nhân biến đổi lớn hay nhỏ ? Tính thể tích dung dịch Ba(OH) 0,01M cần thêm vào 100 mL dung dịch Al 2(SO4)3 0,1M để thu 4,275 gam kết tủa ĐÁP ÁN (a) Xét phản ứng dung dịch NH3 dung dịch HCl : NH3 + H+  NH4+ Co 0,7M 0,3M C 0,3M 0,3M [C] 0,4M 0,3M Vậy dung dịch A gồm cấu tử NH3 0,4M, NH4+ 0,3M Cl- NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OHKb o C 0,4M 0,3M C xM xM xM [C] (0,4-x)M (0,3+x)M xM (0,3 + x ).x K= = 1,8.10 −5 ⇒ x ≈ 2,4.10 −5 (0,4 − x ) ⇒ pH A = 14 − [− lg(2,4.10 −5 )] = 9,4 Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng : NH4+ + OH NH3 + H2O o C 0,3M 0,1M 0,4M C 0,1M 0,1M 0,1M [C] 0,2M 0,5M Vậy dung dịch B gồm cấu tử NH3 0,5M, NH4+ 0,2M Cl- NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OHKb o C 0,5M 0,2M C xM xM xM [C] (0,5-x)M (0,2+x)M xM (0,2 + x ).x K= = 1,8.10 −5 ⇒ x ≈ 4,5.10 −5 (0,5 − x ) ⇒ pH B = 14 − [− lg(4,5.10 −5 )] = 9,7 (b) Sự khác biệt giá trị pH dung dịch B so với dung dịch A không lớn, dịch A tồn cần axit – bazơ, cân có khả làm giảm (chống lại) tác động thay đổi nồng độ axit (H+) bazơ (OH-) ĐIỂM 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 33 Theo giả thiết n Al3+ = 0,02 mol n SO 24− = 0,03 mol Gọi x số mol Ba(OH)2 cần thêm vào, n Ba 2+ = x mol n OH − Ba2+ + SO42- → BaSO4 o n x (mol) 0,03 (mol) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 o n 0,02 (mol) 2x (mol) Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4- = x mol (1) 0,50 (2) (3) Xét trường hợp xảy phản ứng (1) (2) Trong trường hợp Al 3+ tham 2x ≤ 0,02 ⇒ x ≤ 0,03 (mol) , Ba2+ gia phản ứng vừa đủ dư : phản ứng hết phản ứng (1) 2x = 4,275 ⇒ x = 0,015 (mol) Ta có : m(kết tủa) = 233.x + 78 0,015 mol = 1,5 L Vậy thể tích dung dịch Ba(OH)2 sử dụng 0,01 mol / L Nếu xảy phản ứng (1), (2) (3) x > 0,03 (mol) ⇒ m BaSO4 = 0,03 mol × 233 gam / mol = 6,99 gam > 4,275 gam (loại) 0,50 0,50 Câu XXIV (4 điểm) Chọn chất phù hợp, viết phương trình (ghi rõ điều kiện phản ứng) thực biến đổi sau : Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl 0,05 mol Cu(NO 3)2 Cho m gam bột Fe vào dung dịch khuấy phản ứng kết thúc thu chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tính m Giả thiết sản phẩm khử HNO3 có NO ĐÁP ÁN ĐIỂM Các phương trình phản ứng : Fe → 2NH3 (1) N2 + 3H2 500o , 300atm o (2) (3) (4) (5) (6) , 850−900 C 4NH3 + 5O2 Pt  → 4NO + 6H2O 2NO + O2 → 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 5Mg + 12 HNO3 → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O o C N2 + O2 2000  → 2NO 2,00 (0,25 × 8) 2NO2 + 2KOH → KNO2 + KNO3 + H2O (8) 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5KNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O Trong dung dịch A : Dung dịch A có 0,4 mol H+, 0,05 mol Cu2+, 0,4 mol Cl-, 0,1 mol NO3Khi cho Fe vào dung dịch A xảy phản ứng : (1) Fe + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 2H2O (7) 34 0,4 0,1 0,4 0,1 0,1 0 0,1 (2) Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ 0,05 0,1 (3) Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu 0,16 0,05 0,05 Số mol Fe tham gia phản ứng từ (1) đến (3) 0,1+ 0,05 + 0,05 = 0,2 (mol) Hỗn hợp kim loại sau phản ứng gồm Fe dư Cu, (m - 56×0,2) + 0,05 ×64 = 0,8 1,00 0,1 m 1,00 ⇒ m = 40 (gam) Câu XXV (4 điểm) Dưới giá trị nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi n-pentan neopentan Giải thích khác biệt nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi chất n-Pentan Neopentan Nhiệt độ sôi (oC) 36 9,5 o Nhiệt độ nóng chảy ( C) -130 -17 X, Y, Z ankan, ankadien liên hợp ankin, điều kiện thường tồn thể khí Đốt cháy 2,45 L hỗn hợp ba chất cần 14,7 L khí O 2, thu CO2 H2O có số mol Các thể tích khí đo 25oC atm (a) Xác định công thức phân tử X, Y Z (b) Y cộng Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ba sản phẩm đồng phân Dùng chế phản ứng giải thích hình thành sản phẩm Hoàn thành phương trình phản ứng : ĐÁP ÁN Nhiệt độ sôi neopentan thấp n-pentan phân tử có nhiều nhánh, tính đối xứng cầu phân tử tăng, diện tích bề mặt phân tử giảm, làm cho độ bền tương tác liên phân tử giảm nhiệt độ sôi trở nên thấp Trái lại, tính đối xứng cầu lại làm cho mạng tinh thể chất rắn trở nên đặc khít bền vững hơn, nên nhiệt độ nóng chảy cao (a) Gọi công thức trung bình X, Y, Z C n H n (do số mol CO2 H2O nhau) 3n / 14,7 3n = ⇒n=4 C n H n + O → nCO + nH O , ta có : 2,45 Vì X, Y, Z điều kiện thường tồn thể khí (trong phân tử, số nguyên tử C ≤ 4), nên công thức phân tử X C4H10 Y, Z C4H6 (b) Cơ chế phản ứng : ĐIỂM 0,50 0,25 0,75 (0,25 × 3) 35 0,75 (0,50+0,25) Các phương trình phản ứng : CH3CH2Br + Mg ete → CH3CH2MgBr 1,75 (0,25 × 7) Câu XXVI ( điểm) Chất X có công thức phân tử C7H6O3 X có khả tác dụng với dung dịch NaHCO tạo chất Y có công thức C7H5O3Na Cho X tác dụng với anhiđrit axetic tạo chất Z (C 9H8O4) tác dụng với NaHCO3, cho X tác dụng với metanol (có H 2SO4 đặc xúc tác) tạo chất T (C8H8O3) không tác dụng với NaHCO3 mà tác dụng với Na2CO3 (a) Xác định cấu tạo chất X, Y, Z, T viết phương trình phản ứng xảy Biết chất X có khả tạo liên kết H nội phân tử (b) Cho biết ứng dụng chất Y, Z T Đốt cháy hoàn toàn 10,08 L hỗn hợp khí gồm hai ankanal A B thu 16,8 L khí CO Nếu lấy lượng hỗn hợp tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO NH3 thu 108 gam Ag kim loại (a) Xác định A B, biết khí đo 136,5oC atm (b) Tiến hành phản ứng canizaro A B Cho biết sản phẩm tạo thành giải thích 36 ĐÁP ÁN ĐIỂM (a) Cấu tạo chất : 1,00 (0,25 × 4) Phương trình phản ứng : HOC6H4COOH + NaHCO3 → HOC6H4COONa + H2O + CO2 HOC6H4COOH + CH3OH H2SO  4 → HOC6H4COOCH3 + H2O HOC6H4COOH + (CH3CO)2O H2SO  4 → CH3COOC6H4COOH + CH3COOH (b) Y với hàm lượng nhỏ sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm pha chế nước xúc miệng (có tác dụng diệt khuẩn); Z sử dụng để chế tạo dược phẩm aspirin T thành phần dầu gió xanh (a) Xác định A B 10,08 × n A,B = = 0,3 ( mol) ; (22,4 / 273) × 273 × 1,5 16,8 × 108 n CO = = 0,5 (mol) n Ag = = (mol) (22,4 / 273) × 273 × 1,5 108 0,5 C= = 1,67 ⇒ A HCHO 0,3 Gọi công thức B RCHO (hay CnH2nO) số mol A, B a, b AgNO3 / NH3 HCHO +   → 4Ag + AgNO / NH3 RCHO    → 2Ag  a + b = 0,3  Ta có : a + nb = 0,5 ⇒ a = 0,2; b = 0,1; n =  4a + 2b =  Vậy B CH3CH2CHO (b) Phản ứng canizaro : HCHO + CH3CH2CHO + OH- → HCOO- + CH3CH2CH2OH Hợp chất dễ tham gia phản ứng cộng AN (nguyên tử cacbon nhóm cacbonyl dương điện hơn) có nhiều H liên kết với nhóm cacbonyl hơn, có xu hướng chuyển thành ion cacboxilat 0,75 (0,25 × 3) 0,75 (0,25 × 3) 0,50 0,50 0,50 (0,25 × 2) 37 [...]... CH3 O2N 0 ,50 C CH3 CH3 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ 15 THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Đề này có hai (2) trang Câu XII (4 điểm) 1 Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50 ,0 mL dung dịch NH 4Cl 0,200 M với 75, 0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10 -5 2 Phèn... H2O 0 ,50 Fe + Br2 Fe + HBr 23 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ĐỀ CHÍNH THỨC Đề này có hai (2) trang Câu XVII (4 điểm) 3 Tính pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn 50 ,0 mL dung dịch NH 4Cl 0,200 M với 75, 0 mL dung dịch NaOH 0,100 M Biết Kb (NH3) = 1,8.10 -5 4... tetralin và Z là decalin : 1,00 (naphtalen) (decalin) (tetralin) (b) Phản ứng : NO2 H2SO4 + HONO2 + H2O 0 ,50 Fe + Br2 Fe + HBr 31 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) Câu XXII (4 điểm) 1 Xét hợp chất với hidro của các nguyên tố nhóm VA Góc liên kết HXH (X là kí hiệu... 3n = ⇒n=4 C n H 2 n + O 2 → nCO 2 + nH 2 O , ta có : 1 2, 45 2 Vì X, Y, Z điều kiện thường đều tồn tại ở thể khí (trong phân tử, số nguyên tử C ≤ 4), nên công thức phân tử của X là C4H10 và Y, Z là C4H6 (b) Cơ chế phản ứng : ĐIỂM 0 ,50 0, 25 0, 75 (0, 25 × 3) 35 0, 75 (0 ,50 +0, 25) 3 Các phương trình phản ứng : CH3CH2Br + Mg ete → CH3CH2MgBr 1, 75 (0, 25 × 7) Câu XXVI ( 4 điểm) 1 Chất X có công thức phân tử... = 1,8.10 5 ⇒ x ≈ 2,4.10 5 (0,4 − x ) ⇒ pH A = 14 − [− lg(2,4.10 5 )] = 9,4 Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng : NH4+ + OH NH3 + H2O o C 0,3M 0,1M 0,4M C 0,1M 0,1M 0,1M [C] 0,2M 0 0,5M Vậy dung dịch B gồm các cấu tử chính là NH3 0,5M, NH4+ 0,2M và Cl- NH3 + H2O ⇄ NH4+ + OHKb o C 0,5M 0,2M C xM xM xM [C] (0 ,5- x)M (0,2+x)M xM (0,2 + x ).x K= = 1,8.10 5 ⇒ x ≈ 4 ,5. 10 5 (0 ,5 − x ) ⇒... Na2CO3 sinh khí (b) A là chất hút nước ở dạng rắn, nên A có thể là CaCl2, khan (d) Hiệu suất phản ứng: 0, 75 0, 25 0, 25 0 ,50 13 m C6H6 (1) = 9 ,51 2g 15 × 78 = 88% = 9 ,51 2gam ⇒ H = 13,5mL × 0,8g / mL 123 Câu XI A là hidrocacbon không làm mất màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol A và hấp thu sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0, 15 mol Ca(OH) 2 thu được kết tủa và khối lượng bình tăng lên 11, 32 gam... 1,8.10 5 , [ NH 3 ] 0,06 − x 0,06 x = 1,8.10 5 × = 5, 4.10 5 M 0,02 0 ,50 gần ⇒ pH = 14 − [− lg (5, 4.10 5 )] = 9,73 2 (a) Đặt số mol của phèn sắt (NH4)aFe(SO4)b.nH2O trong mỗi phần là x mol Phương trình phản ứng phần một : NH4+ + OH- → NH3 + H2O ax 1 ax 3+ Fe + 3OH → Fe(OH)3 NH3 + H+ → NH4+ ax ax Phương trình phản ứng phần hai : Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ x đúng 1,00 10, 25 24 0 x 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+... : Fe → 2NH3 (1) N2 + 3H2 50 0o , 300atm o (2) (3) (4) (5) (6) , 850 −900 C 4NH3 + 5O2 Pt  → 4NO + 6H2O 2NO + O2 → 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 5Mg + 12 HNO3 → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O o C N2 + O2 2000  → 2NO 2,00 (0, 25 × 8) 2NO2 + 2KOH → KNO2 + KNO3 + H2O (8) 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5KNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O 2 Trong dung dịch A : Dung dịch A có 0,4 mol H+, 0, 05 mol Cu2+, 0,4 mol Cl-, 0,1... ứng chạy theo kiểu cis-) tạo C không hoạt động quang học 0 ,50 11 Cấu tạo của A, B, C là: (A) CH3 H C C C * C C CH3 2Z-4-metylhept-2-en -5- in H H CH3 (B) CH3CH2CH2CH(CH3)CH2CH2CH3 4-metylheptan H 2Z,5Z-4-metylhepta-2 ,5- dien (C) CH3 C C C C C CH3 0, 75 H H CH3 H H (b) Phương trình phản ứng: 0, 25 5CH3CH=CHCH(CH3)C≡C-CH3 + 14KMnO4 + 21H2SO4 → → 10CH3COOH + 5CH3CH(COOH)2 + 14MnSO4 + 7K2SO4 + 16H2O Câu X (4 điểm)... = 1,8.10 5 , [ NH 3 ] 0,06 − x 0,06 x = 1,8.10 5 × = 5, 4.10 5 M 0,02 Kb = 0 ,50 gần ⇒ pH = 14 − [− lg (5, 4.10 5 )] = 9,73 2 (a) Đặt số mol của phèn sắt (NH4)aFe(SO4)b.nH2O trong mỗi phần là x mol Phương trình phản ứng phần một : NH4+ + OH- → NH3 + H2O ax 0 ax Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 NH3 + H+ → NH4+ ax ax Phương trình phản ứng phần hai : Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+ x 0 x đúng 1,00 10, 25 16 5Fe2+ + MnO4- ... 0 ,50 C CH3 CH3 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ 15 THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không kể thời gian giao đề) ... HONO2 + H2O 0 ,50 Fe + Br2 Fe + HBr 23 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2006 - 2007 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không... HONO2 + H2O 0 ,50 Fe + Br2 Fe + HBr 31 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ NĂM HỌC 2007 - 2008 MÔN: HÓA HỌC LỚP 11 Thời gian: 150 phút (không