KỲ THI HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ IX, NĂM HỌC 2015 – 2016 ĐỀ CHÍNH THỨC ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC 11 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 23/4/2016 (Đề thi gồm 04 trang) Câu (2 điểm) Một phản ứng pha khí nghiên cứu kỹ là: H2(k) + I2(k) số tốc độ phản ứng nhiệt độ khác thu kết sau: T(K) k1(l/mol.s) k -1 (l/mol.s) -12 400 8,37.10 3,25.10-14 500 2,48.10-7 1,95 10-9 600 2,38.10-4 2,97.10-6 700 3,22.10-2 5,61.10-4 800 1,27 2,85.10-2 2HI (k) Khảo sát a Phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt ? Tính entanpi entropi phản ứng 400 K Coi khoảng 400 - 500K H, S không phụ thuộc vào nhiệt độ b Tính độ phân ly HI 600K Cơ chế phản ứng tạo thành amoniac đám mây vũ trụ đề xuất sau: N+ + H2  NH+ + H k1 + + NH + H2  NH2 + H k2 + + NH2 + H2  NH3 + H k3 + + NH3 + H2  NH4 + H k4 + – NH4 + e   NH3 + H k5 + – NH4 + e  NH2 + 2H k6 a Sử dụng nguyên lý nồng độ ổn định tìm phương trình biểu diễn nồng độ cấu tử trung gian NH+, NH2+, NH3+ NH4+ theo nồng độ chất phản ứng [N+], [H2] [e–] Electron coi chất phản ứng thông thường b Chứng minh biểu thức tốc độ phản ứng tạo thành NH3 có dạng sau: [dNH3 ] = k a  [N  ][H ] với ka biểu diễn theo giá trị từ k1 đến k6 dt Câu (2 điểm) Dung dịch A chứa H2C2O4 (0,05M); HCl (0,1M), NH3 (0,1M) Tính pH dung dịch A Cho pKa: NH4+ (9,24); H2C2O4 (1,25; 4,27) Các ion CN- có mặt số loại nước thải công nghiệp Có thể loại chất độc phản ứng sau 25oC: CN- + H2O2 ⇌ NCO- + H2O a Tính số cân phản ứng b Trong nước thải có nồng độ CN- 10-3 M Nếu dùng dung dịch H2O2 0,1M (thể tích không đổi) nồng độ CN- lại sau phản ứng bao nhiêu? Rút kết luận Cho: Eo(H2O2/H2O) = 1,77V Eo(NCO-/CN-) = - 0,14V; F = 96500C/mol; R = 8,314J.K-1.mol-1 Trang Câu (2 điểm) Cho: E 0Ag + /Ag = 0,779V; E 0AgI/Ag,I- = - 0,15V Thiết lập sơ đồ pin để xác định tích số tan AgI Viết phương trình phản ứng xảy điện cực pin Ở 250C, cho dòng điện chiều có cường độ 0,5 A qua bình điện phân chứa điện cực platin nhúng 200 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,02 M; Co(NO3)2 M HNO3 0,01 M a Viết phương trình nửa phản ứng xảy catot anot trình điện phân b Khi 10% lượng ion kim loại bị điện phân, người ta ngắt mạch điện nối đoản mạch hai cực bình điện phân Hãy viết trình hóa học xảy c Xác định khoảng nguồn điện đặt vào catot để điện phân hoàn toàn ion thứ catot (coi trình điện phân hoàn toàn nồng độ ion bị điện phân lại 10-6 M) Chấp nhận: Áp suất riêng phần khí hiđro: PH2  atm ; tính toán không kể đến thế, nhiệt độ dung dịch không thay đổi suốt trình điện phân = - 0,227 V; E O0 , H /H O = +1,229 V Hằng số Faraday F = 96500 C.mol-1 Cho: E 0Cu /Cu = + 0,337 V; E Co /Co 2 2  2 Câu (2 điểm) Khi đun nóng magie kim loại với khí nitơ tạo thành hợp chất A màu xám nhạt A phản ứng với nước sinh kết tủa B khí C Khí C phản ứng với ion hypoclorit thu chất lỏng D không màu Chất lỏng D phản ứng với axit sunfuric theo tỉ lệ mol 1:1 tạo hợp chất ion E Dung dịch nước E phản ứng với axit nitrơ, sau trung hòa dung dịch thu với amoniac tạo thành muối F có công thức thực nghiệm NH Khí C phản ứng với natri kim loại đun nóng thu chất rắn G khí hydro Chất G phản ứng với đinitơ oxit theo tỉ lệ mol 1:1 sinh chất rắn H nước Anion H F giống Xác định chất từ A tới H, viết phương trình phản ứng xảy Chất rắn màu đỏ (A) nung môi trường trơ (không có không khí) bay sau ngưng tụ thành chất sáp màu vàng (B) (A) không phản ứng với không khí nhiệt độ phòng (B) tự bốc cháy tạo khói trắng hạt chất rắn (C) (C) tan nước tỏa nhiều nhiệt tạo dung dịch axit lần axit (D) (B) phản ứng với lượng thiếu khí clo tạo thành chất lỏng không màu dễ bốc khói (E), chất dễ phản ứng tiếp với clo tạo chất rắn màu trắng (F) Khi hòa tan (F) vào nước thu hỗn hợp gồm (D) axit clohidric Khi cho (E) vào nước, (E) tạo axit lần axit (G) axit clohidric a Xác định công thức chất từ (A) tới (G) viết phản ứng xảy b Cho biết trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử (E) Câu (2 điểm) Phức chất (A) [PtCl2(NH3)2] xác định đồng phân trans- Cho biết dạng hình học viết công thức cấu tạo (A) Phức chất (A) phản ứng chậm với Ag2O cho phức chất [PtCl2(NH3)2(OH2)2]2+ (kí hiệu X) Viết phương trình phản ứng Phức chất (X) không phản ứng với etylenđiamin (en) để tạo [PtCl2(NH3)2en]2+ Hãy giải thích vẽ (viết) cấu tạo phức chất (X) Hãy giải thích hình thành liên kết phức Co(NH3)63+ CoF63- theo thuyết VB Biết phức đầu spin thấp phức sau spin cao Trang Câu (2 điểm) Sắp xếp hợp chất sau theo thứ tự tăng dần tính bazơ giải thích So sánh nhiệt độ sôi chất sau giải thích b So sánh có giải thích tính axit chất: CH2=CH-COOH (A); CH2=CH-CH2-COOH (B) cis-CH3-CH=CH-COOH (C); trans-CH3-CH=CH-COOH (D) Liên kết đôi C=C tạo cấu dạng khác khó khăn quay quanh trục liên kết C=C dẫn tới phá hủy liên kết  góc quay 900 Giải thích tăng dần chênh lệch giá trị lượng quay 900 quanh liên kết đôi số chất đây: Hợp chất Công thức cấu tạo Chênh lệch lượng (Kcal/mol) Axit butenđioic HOOC-CH=CH-COOH 15,5 But-2-en CH3 CH= CH CH3 18,0 Etilen CH2=CH2 40 Stilben C6H5 CH= CH C6H5 42,8 Câu (2 điểm) Phản ứng natri axetilua với 1,12-dibromdodecan thu hợp chất A, công thức phân tử C14H25Br Khi xử lí với natri amiđua, A bị chuyển thành B (C14H24) Ôzon phân B cho diaxit HO2C(CH2)12CO2H Hidro hóa B xúc tác Lindlar cho chất C (C14H26), hidro hóa với xúc tác Pt cho chất D (C14H28) Khử B với Na/NH3 thu E Khi ozon phân C E cho O=CH(CH2)12CHO Viết sơ đồ phản ứng, xác định công thức A đến E phù hợp với kiện Một số hidrocacbon C10H16 tham gia vào chuyển hóa sau: Xác định cấu trúc C10H16 chất từ A đến D biết C D đồng phân hidrocacbon ban đầu Ozon phân C, xử lý hỗn hợp sản phẩm với dung dịch kiềm H2O2 tạo sản phẩm, tiến hành tương tự với D tạo sản phẩm Thành phần dầu thông α-pinen (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1]hept-2-en) Cho α-pinen tác dụng với axit HCl hợp chất A, sau cho A tác dụng với KOH/ancol thu hợp chất camphen (B) Cấu trúc A, B cho Viết chế phản ứng chuyển hóa α-pinen thành A A thành B Trang Câu (2 điểm) Hợp chất A (C11H17NO3) không quang hoạt, không tan môi trường trung tính kiềm dễ tan môi trường axit loãng A có hai nguyên tử H linh động, A phản ứng với Ac2O tạo B (C13H19NO4) trung tính A phản ứng với MeI dư sau thêm AgOH, sản phẩm thu C có công thức C14H25NO4 Đun nóng C thu Me3N D(C11H14O3) trung tính D phản ứng với O3 thu HCHO E Andehit thơm E phản ứng với HI tạo sản phẩm chứa nhóm –OH mà chúng không tạo liên kết hidro nội phân tử bền vững Xác định CTCT chất chưa biết Thủy phân hợp chất A (C13H18O2) môi trường axit HCl loãng cho hợp chất B (C11H14O) Khi B phản ứng với brom NaOH, sau axit hóa thu axit C Nếu đun nóng B với hỗn hợp hiđrazin KOH glicol cho hiđrocacbon D Mặt khác, B tác dụng với benzanđehit dung dịch NaOH loãng (có đun nóng) tạo thành E (C18H18O) Khi A, B, C, D bị oxi hóa mạnh cho axit phtalic Hãy viết công thức cấu tạo hợp chất từ A đến E Câu (2 điểm) Trình bày chế tạo sản phẩm phản ứng sau Biết: Câu 10 (2 điểm) Từ nhôm cacbua chất vô cần thiết khác, lập sơ đồ tổng hợp xiclopentanon Từ benzen hợp chất hữu chứa 1C, tổng hợp chất (coi hợp chất vô có đủ) OH OH Cl Cl Cl Cl Cl Cl - HẾT -(Thí sinh không sử dụng tài liệu Cán coi thi không giải thích thêm) Họ tên thí sinh: Số báo danh: Trang