Sở GD-ĐT Đà Nẵng Đáp án đề thi đề nghị môn hoá học lớp 11 Trường THPT Phan Thành Tài Kì thi Olympic truyền thống 30/4 Năm học 2005-2006 Câu I: ( 5 điểm) Xét dung dịch CaCl 2 0,01 M (dung dịch A). 1. Đưa SO 3 2- vào 1 lit dung dịch A. Với nồng độ SO 3 2- bằng bao nhiêu ta quan sát được kết tủa CaSO 3 . Biết tích số tan của CaSO 3 bằng 10 -4 . 2. Thêm 0,02 mol SO 2 vào 1 lit dung dịch A. Cần áp đặt pH bằng bao nhiêu để quan sát được sự bắt đầu kết tủa CaSO 3 ? (Đối với “axit sufurơ”, pK 1 = 2, pK 2 = 7). 3. Thêm 0,02 mol SO 2 và 0,015 mol BaCl 2 vào 1 lit dung dịch A. pH được cố định ở 10. Tính nồng độ của các ion Ca 2+ , Ba 2+ và SO 3 2- ở trạng thái cân bằng. Biết tích số tan của BaSO 3 bằng 10 -8 . Giả thiết trong các thí nghiệm, thể tích dung dịch không thay đổi. Câu I Đáp án Điểm 5 điểm 1. [SO 3 2- ] > 10 -4 / 10 -2 = 10 -2 (M) 2. SO 2 + H 2 O H + + HSO 3 - K 1 = 10 -2 (1) HSO 3 - H + + SO 3 2- K 2 = 10 -7 (2) Để quan sát được sự bắt đầu kết tủa CaSO 3 thì [SO 3 2- ] = 10 -2 M = 0,01 M. Nồng độ SO 3 2- trong dung dịch không nhỏ nên trong dung dịch coi như không tồn tại SO 2 . Suy ra: [HSO 3 - ] = 0,02 – 0,01 = 0,01 (M). Từ (2) suy ra: [H + ] = K 2 .[HSO 3 - ] / [SO 3 2- ] = 10 -7 (M) pH = -lg[H + ] = 7. Vậy, cần áp đặt pH = 7 để quan sát được sự bắt đầu kết tủa của CaSO 3 3. BaCl 2 Ba 2+ + 2Cl - 0,015M 0,015M CaCl 2 Ca 2+ + 2Cl - 0,5 2,0 0,01M 0,01M pH = 10 nên toàn bộ lượng SO 2 ban đầu nằm dưới dạng SO 3 2- Để bắt đầu xuất hiện kết tủa BaSO 3 thì: [SO 3 2- ] (1) = 10 -8 / 0,015 = 6,67.10 -7 (M) Để bắt đầu xuất hiện kết tủa CaSO 3 thì: [SO 3 2- ] (2) = 10 -4 / 0,01 = 10 -2 (M) [SO 3 2- ] (1) < [SO 3 2- ] (2) nên BaSO 3 kết tủa trước Ba 2+ + SO 3 2- BaSO 3 K = 10 8 (3) K rất lớn nên phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn [SO 3 2- ] còn dư sau (3) là: 0,02 – 0,015 = 0,005 (M) < [SO 3 2- ] (2) nên không có CaSO 3 kết tủa. Vậy, ở trạng thái cân bằng: [Ca 2+ ] = 0,01 M; [SO 3 2- ] = 0,005 M [Ba 2+ ] = 10 -8 / 0,005 = 2.10 -6 M 2,0 Câu II: (5 điểm) 1. Tính nhiệt tạo thành chuẩn của khí CO từ những dữ kiện thực nghiệm sau: C (graphit) + O 2 (k) → CO 2 (k) ∆H o 1 = - 94,05 kcal/mol 2 CO (k) + O 2 (k) → 2 CO 2 (k) ∆H o 2 = - 135,28 kcal/mol 2. Kết quả này có phù hợp với công thức cấu tạo của CO nếu giả thiết là C=O không? Vì sao? Cho biết nhiệt thăng hoa của than chì là 170 kcal/mol, năng lượng liên kết trong phân tử O 2 là 118 kcal/mol và năng lượng liên kết C=O trong CO 2 là 168 kcal/mol. Câu III: ( 5 điểm ) Câu II Đáp án Điểm 5 điểm 1. C (graphit) + O 2 (k) → CO 2 (k) ∆H 1 = - 94,05 kcal/mol (1) 2 CO (K) + O 2 (k) → 2 CO 2 (k) ∆H 2 = - 135,28 kcal/mol (2) C (graphit) + ½ O 2 (k) →CO (k) ∆H 3 (3) Ta có: (1) – ½ (2) → (3) nên: ∆H 3 = ∆H 1 - ½ ∆H 2 = - 26,41 kcal/mol 2. Giả sử CO có công thức cấu tạo là C=O thì nhiệt tạo thành chuẩn của CO được tính như sau: C (graphit, r) → C (k) ∆H 4 ½ O 2(k) → O (k) ∆H 5 C (k) + O (k) → C=O ∆H 6 C (graphit, r) + ½ O 2(k) → C=O ∆H 7 ∆H 7 = ∆H 4 + ∆H 5 + ∆H 6 = (170 + 118/2 -168) kcal/mol = 61 kcal/mol Kết quả này không phù hợp với thực tế (có sự khác nhau quá lớn giữa ∆H 3 và ∆H 7 ). Vậy CO có công thức cấu tạo C=O là không đúng. 2,0 2.0 1,0 1. Cho H 2 SO 4 đậm đặc vào C 2 H 5 OH có mặt các hạt cát nhỏ trong một bình cầu, đun nóng hỗn hợp ở 180 0c , dẫn khí thu được qua bình đựng dung dịch nước vôi trong, và sau đó cho qua bình đựng dung dịch thuốc tím. • Vì sao phải dùng những hạt cát trong quá trình đun ? • Hỗn hợp trong bình cầu có màu gì sau phản ứng ? • Vì sao phải cho khí sinh ra qua dung dịch nước vôi trong ? • Dự đoán hiện tượng xảy ra ở bình đựng dung dich thuốc tím biết đã dùng 18,4 g C 2 H 5 OH v à 50 g thuốc tím. Hiệu suất của quá trình tách nước là 75%. 2. Ba đồng phân C 5 H 12 có nhiệt độ sôi lần lượt là 9,5 0c ; 28 0c ; 36 0c . Hãy cho biết cấu tạo của mỗi đồng phân tương ứng với nhiệt độ sôi ở trên và sắp xếp 3 đồng phân trên theo độ bền ở nhiệt độ phòng. Giải thích ? Câu III Đáp án Điểm 1. • Để nhiệt phân bố đều trong hỗn hợp • Thường có màu đen do : C 2 H 5 OH + 2H 2 SO 4  2C + SO 2 + 5H 2 O • Để loại các khí SO 2 v à CO 2 sinh ra có thể làm sai lệch kết quả thí nghiệm. 5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O  K 2 SO 4 + 2MnSO 4 +2H 2 SO 4 • Thu ốc t ím mất màu kh ông hoàn toàn do : - số mol C 2 H 4 trên thực tế = 0,3 mol - số mol KMnO 4 = 50/ 158 mol > 2/3.0,3 C 2 H 5 OH  C 2 H 4 + H 2 O 3C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 4 H 2 O  3C 2 H 4 (OH) 2 + 2MnO 2 + 2KOH 0.5 0.5 0.5 1.0 2. n-pentan: CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 36 0c iso-pentan: (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 3 28 0c neo-pentan (CH 3 ) 4 C 9,5 0c n-pentan có cấu tạo “zic-zăc”, giữa các phân tử có bề mặt tiếp xúc lớn, do đó có nhiệt độ sôi lớn nhất. Còn iso pentan có cấu tạo phân nhánh, nên giữa hai phân tử co điểm tiếp xúc rất ít, do đó lực hút Van Der Wall yếu hown, nên có nhiệt độ sôi thấp hơn n- pentan. Đặc biệt neo-pentan có nhánh tối đa nên diện tích bề mặt phân tử nhỏ nhất, nên có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Tính bền tăng nhanh khi sự phân nhánh tăng: n-pentan < iso-pentan < neo-pentan 0.5 1.0 1.0 Câu IV: ( 5 điểm ) Hoà tan hoàn toàn m (g) kim loại Zn vào V (l) dung dịch HNO 3 1M, thu được dung dịch A và 8,96 l hỗn hợp khí X gồm không màu, hoá nâu trong không khí, tỉ khối hơi của X so với H 2 bằng 20,25. 1. Xác định m. 2. Hoà tan hết 2,7 g Al vào dung dịch A không thấy khí thoát ra, sau đó thêm từ từ dung dịch NaOH 0.1M vào A thì phải dùng đến hết 50 ml mới thấy xuất hiện khí có mùi khai. Hãy xác định V . Thể tích chất khí được đo ở điều kiện chuẩn, thể tích của dung dịch thay đổi không đáng kể trong quá trình phản ứng Câu iv Đáp án Điểm 1. 2. xác định: số mol N 2 O= 0,3 mol; số mol NO = 0,1 mol Viết đúng 2 phương trình phản ứng Xác định đúng m=87,75g Viết đúng 3 phương trình phản ứng Xác định được số mol HNO 3 dư = 0,05 mol x ác đ ịnh t ổng s ố mol HNO 3 = 3,825 mol V=3,825 l 1.0 0.5 0.5 0.75 0.5 1.25 Câu V: ( 5 điểm) 1 Khi cho isobutilen vào dung dịch H 2 SO 4 60%, đun nóng tới 80 o C thu được hỗn hợp gọi tắt là đi-isobutilen gồm hai chất đồng phân A và B (A chiếm tỉ lệ cao hơn B). Hiđro hoá hỗn hợp này được hợp chất C quen gọi là isooctan. C là chất được dùng để đánh giá nhiên liệu lỏng. Xác định A,B,C và viết cơ chế phản ứng giải thích sự tạo thành A, B, C. 2. A là một anken. Sau khi ozon phân A cho sản phẩm hữu cơ duy nhất là CH 3 CHO. Khi cho A cộng hợp brom trong bình làm bằng vật liệu phân cực chỉ tạo ra sản phẩm là một đồng phân không quang hoạt. Hãy cho biết cấu trúc của A và cấu trúc của sản phẩm tạo thành trong sản phẩm cộng brom của A. CâuV Đáp án Điểm 1. CH 3 CH 3 CH 3 -C=CH 2 + CH 3 -C=CH 2  CH 3 -C-C=C-CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 (A) CH 3 CH 3 0.5 CH 3 -C=CH 2 + CH 3 -C=CH 2  CH 3 -C-CH 2 -C=CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 (B) CH 3 CH 3 CH 3 -C-CH-CH -CH 3 (C) CH 3 Viết đúng cơ chế cộng electrophin 0.5 0.5 1.0 2. A: cis-but-2-en Sản phẩm cộng của A CH 3 H Br H Br CH 3 1.0 1.5 Câu VI: ( 5 điểm ) Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon A rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong, nhận thấy khối lượng bình tăng thêm 26,24 g v à 20 g kết tủa. Lọc kết tủa, đun sôi nước lọc lại thu được 10 g kết tủa nữa. Khi cho chất A đúng bằng lượng đã đốt ở trên phản ứng hết với khí Clo ở 300 oc thu được hỗn hợp khí C gồm 4 dẫn xuất chứa clo của A, là đồng phân của nhau với hiệu suất 100%. Hỗn hợp C có tỉ khối hơi so với H 2 nhỏ hơn 93. Xác định công thức cấu tạo của A và tính hàm lượng % của mỗi chất trong C . Biết tỉ số tốc độ phản ứng thế nguyên tử H ở C I : C II :C III = 1 : 3,3 : 4,4. Câu VI Đáp án Điểm 5 điểm - xác định đúng C 5 H 12 - Từ tỉ khối hơi của C, từ giả thiết phản ứng tạo ra 4 dẫn xuất là đồng phân của nhau nên suy ra C là hỗn hợp các đồng phân C 5 H 11 Cl . Viết đúng công thức của 4 đồng phân - Xác định đúng % của 4 đồng phân : CH 3 CCl(CH 3 )CH 2 CH 3 22% CH 3 CH(CH 3 )CHClCH 3 33% CH 2 ClCH(CH 3 )CH 2 CH 3 30% CH 3 CH(CH 3 )CH 2 CH 2 Cl 15% 2.0 1.0 2.0 . 3 -C=CH 2  CH 3 -C-C=C-CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 (A) CH 3 CH 3 0.5 CH 3 -C=CH 2 + CH 3 -C=CH 2  CH 3 -C-CH 2 -C=CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 (B) CH 3 CH 3 CH 3 -C-CH-CH. điểm 1. [SO 3 2- ] > 10 -4 / 10 -2 = 10 -2 (M) 2. SO 2 + H 2 O H + + HSO 3 - K 1 = 10 -2 (1) HSO 3 - H + + SO 3 2- K 2 = 10 -7 (2) Để quan sát được sự