Đang tải... (xem toàn văn)
d Khi tạo thành phân tử BeCl2 thì nguyên tử Be còn 2 obitan trống; Cl đạt trạng thái bền vững và còn có các obitan chứa 2 electron chưa liên kết do đó nguyên tử clo trong phân tử BeCl 2 [r]
(1)ĐỀ KIỂM TRA HSG SỐ THỜI GIAN: 180 PHÚT (KKGĐ) Câu 1: Từ C4H10 chất vô và điều kiện cần thiết viết sơ đồ tổng hợp: caosu buna-S, tơ nilon-6,6 ; cumen, nhựa phenolfomandehit, tơ olon và p-Brom anilin Câu Hoàn thành sơ đồ chuyển hoá sau: Y + NaOH → Z + C + F + H2O Z + NaOH → CH4 + … (Biết tỉ lệ là nZ: nNaOH = : 2) C + [Ag(NH3)2]OH → D + Ag D + NaOH → E + E + NaOH → CH4 + F + CO2 + H2O → C6H5OH + Câu 3: Este A tạo axit cacboxylic X, Y mạch hở, không phân nhánh và ancol Z Xà phòng hóa hoàn toàn a gam A 140 ml dung dịch NaOH, để trung hòa NaOH dư sau phản ứng cần dùng 80ml dung dịch HCl 0,25M, thu dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu b gam hỗn hợp muối khan M, nung M NaOH khan, dư có xúc tác CaO, thu chất rắn R và hỗn hợp khí K gồm hidrocacbon có tỉ khối so với O là 0,625 Dẫn khí K lội qua dung dịch nước brom dư thấy có 5,376 lít chất khí thoát Cho toàn lượng chất rắn R thu trên tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư, có 8,064 lít khí CO2 thoát (Giả thiết các phản ứng xảy hoàn toàn, các khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Xác định công thức cấu tạo X, Y, Z, A Biết để đốt cháy hoàn toàn 2,76 gam ancol Z cần dùng 2,352 lít O2 (đktc), sau phản ứng khí CO2 và nước tạo thành có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 11/6 Tính giá trị a, b và nồng độ dung dịch NaOH đã dùng phản ứng xà phòng hóa ban đầu Câu Cho chất hữu A, B, D, E mạch hở có cùng công thức phân tử C 3H6O Trình bày phương pháp hóa học để nhận biết chất hữu trên Một chất hữu X có công thức phân tử C 6H8Oz, mạch hở, chứa loại nhóm chức phân tử Thành phần phần trăm khối lượng O X là 44,44% Cho X tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ thu muối R và chất hữu Z Cho R tác dụng với HCl thu chất hữu Y là đồng phân Z Tìm công thức cấu tạo X, Y, Z và viết các phương trình phản ứng Câu 5: Để hoà tan hoàn toàn 11,4 gam hỗn hợp E gồm Mg và kim loại M có hoá trị không đổi cần vừa đủ V lít dung dịch HNO3 0,5M thu 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm N và N2O có tỉ khối so với H2 là 16 và dung dịch F Chia dung dịch F làm hai phần Đem cô cạn phần thu 23,24 gam muối khan Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 4,35 gam kết tủa trắng Xác định kim loại M và tìm V Câu 6: Nêu phương pháp thích hợp để tách hỗn hợp sau thành các chất lỏng nguyên chất: Benzandehit; N,N-dimetylanilin; Clobenzen; p-Crezol và Axitbenzoic Hãy xếp các chất sau đây theo thứ tự tăng dần lực bazơ và giải thích: CO(NH2)2 ; (CH3)4NOH ; CH3-CH2-CH2-NH2 ; CH2=CH-CH2-NH2 ; p-CH3-C6H5-NH2 ; Anilin; p-Nitroanilin Câu 7: Một các phương pháp tổng hợp phenol là từ toluen giai đoạn Oxi hoá toluen oxi không khí pha lỏng với xúc tác (muối Coban axetat) 70 0C - 900C; oxi hoá tiếp (2) sản phẩm 2200C - 2450C oxi không khí với có mặt muối đồng benzoat và magie; cuối cùng thuỷ phân decacboxyl hoá Hãy viết các phương trình hoá học và cấu tạo các sản phẩm tạo quá trình tổng hợp trên Câu 8: Viết cấu trúc Lewis NO và nêu dạng hình học nó dựa vào lai hóa Tương tự dự đoán dạng hình học ion NO và ion NO So sánh hình dạng ion đó với NO2 góc liên kết 1200 và 1080 là số đo góc liên kết quan sát hai hợp chất trimetylamin và (H3Si)3N (trisilylamin) Hãy gán trị số đo góc liên kết cho hợp chất và giải thích khác biệt này dựa vào lai hóa và liên kết Phản ứng NaNO3 nước với hỗn hống Na/Hg phản ứng C 2H5NO2 (etylnitrit) với NH2OH (hydroxylamin) có mặt natrietoxit cho cùng sản phẩm Sản phẩm này là muối axit yếu không bền chứa nitơ, axit này đồng phân hóa thành sản phẩm có ứng dụng thành phần nhiên liệu tên lửa Viết công thức cấu trúc axit và đồng phân nói trên Câu 9: Phenol và anilin làm màu dung dịch brom Toluen không làm màu dung dịch brôm Từ kết thực nghiệm này rút kết luận gì? Anisol (metyl phenyl ete) có làm màu dung dịch brôm không? Nếu cho dung dịch brôm từ từ vào các chất P-Toluđin (P- amino toluen), P- Cresol (Pmetyl phenol) theo tỉ lệ mol tối đa là 1:1, thì thu sản phẩm nào? Giải thích ngắn gọn Câu 10 Cấu hình electron ngoài cùng nguyên tố X là 5p5 Tỷ số nơtron và điện tích hạt nhân 1,3962 Số nơtron X 3,7 lần số nơtron nguyên tử thuộc nguyên tố Y Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X thì thu 18,26 gam sản phẩm có công thức là XY Hãy xác định điện tích hạt nhân Z X và Y và viết cấu hình electron Y tìm Hãy cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học hợp chất XCl 3 Bán kính nguyên tử Cobalt là 1,25Å Tính thể tích ô đơn vị tinh thể Co trật tự gần xem Co kết tinh dạng lập phương tâm mặt Câu 11:Cho hai nguyên tử A và B có tổng số hạt là 65 đó hiệu số hạt mang điện và không mang điện là 19 Tổng số hạt mang điện B nhiều A là 26 a) Xác định A, B; viết cấu hình electron A, B và cho biết số lượng tử ứng với electron sau cùng nguyên tử A, B b) Xác định vị trí A, B HTTH c) Viết công thức Lewis phân tử AB 2, cho biết dạng hình học phân tử, trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm? d) Hãy giải thích phân tử AB2 có khuynh hướng polime hoá? Câu 12 A, B, C, D là các chất khí làm màu nước brom Khi qua nước brom thì A tạo chất khí với số mol số mol A; B tạo thành chất lỏng không trộn lẫn với nước; C tạo kết tủa màu vàng; còn D làm màu nước brom tạo thành dung dịch suốt Hỏi A, B, C, D là các khí gì? Viết các phương trình hoá học hoàn thành sơ đồ các phản ứng hoá học sau: Heptan -A xt X +B xt Y1 Y2 +B +B Z +B HẾT T + C + C' U +D 2,4,6-triamintoluen (3) GIẢI Câu + A là amoniac vì: 2NH3 + 3Br2 → N2 + 6HBr + B là hiđrocacbon không no etilen; propilen…: C2H4 + Br2 → C2H4Br2 + C là H2S vì: H2S + Br2 → 2HBr + S↓(nếu đun nóng thì: H2S + 4Br2 + 4H2O → 8HBr + H2SO4) + D là SO2 vì: SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4 A là hiđro; X là toluen; B là HNO3; Y1; Y2 là o, p – nitrotoluen; Z là 2,4-đinitrotoluen; T là 2,4,6-trinitrotoluen; C và C’ là Fe + HCl; U là CH3-C6H2(NH3Cl)3; D là Kiềm (NaOH) -A Heptan +B X xt +B Y1 xt Y2 +B Z +B + C + C' T U +D 2,4,6-triamintoluen Câu a) Gọi ZA, ZB là số proton nguyên tử A, B Gọi NA, NB là số notron nguyên tử A, B Với số proton = số electron Ta có hệ : ¿ (2Z A + N A )+(2ZB + N B)=65 (2Z A +2ZB )−(N A + N B )=19 2ZB − 2ZA =26 ⇔ ¿ Z A + Z B =21 Z B − Z A =13 ⇒ ¿ Z A=4 Z B =17 ¿{{ ¿ (0,5đ) Cấu hình e : 1s22s2 ZA = A là Be Bộ số lượng tử: n = 2, l = 0, m = 0, ms = − Cấu hình e : 1s22s22p63s23p5 ZB = 17 B là Cl Bộ số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0, ms = − 2 b) Ta có Z = Be ô thứ 4, có lớp e Be chu kỳ Nguyên tố s, có 2e ngoài cùng phân nhóm chính nhóm II Tương tự cho Cl: ô thứ 17, chu kỳ 3, phân nhóm chính nhóm VII c) :Cl :Be:Cl : Hình dạng hình học phân tử: đường thẳng Trạng thái lai hoá : sp Cl Be Cl d) Khi tạo thành phân tử BeCl2 thì nguyên tử Be còn obitan trống; Cl đạt trạng thái bền vững và còn có các obitan chứa electron chưa liên kết đó nguyên tử clo phân tử BeCl này đưa cặp electron chưa liên kết cho nguyên tử Be phân tử BeCl tạo liên kết cho-nhận Vậy BeCl2 có khuynh hướng polime hoá: Cl Cl Be Cl Be Cl Cl Be Cl Cl Be Be (4) Câu Cấu hình đầy đủ nguyên tử X là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s24p6 4d10 5s25p5 Vậy ZX = 53 = số proton X NX =1 ,3962 ZX NX = 74 AX = ZX + NX = 53 + 74 = 127 Ta có : NX =3,7 NY NY = 20 Y + X MY 4,29 XY MXY 18,26 MY M Y M Y +127 ,29 = ⇒ = ⇒ M Y =39 M XY 18 ,26 , 29 18 ,26 (g/mol) Vậy : ZY + NY = 39 ZY = 19 Cấu hình electron Y : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 X có electron lớp ngoài cùng, còn obitan d trống nên hợp chất XCl X lai hóa sp3d, dạng hình học là chữ T Cl X Cl Cl A B A 1,25 1,25 D C B C D AD = 1,25 = (Å) AB = √ 52 =3 , 54 ( Å) Vậy thể tích ô mạng đơn vị Co : V = (3,54)3 = 44,36 (Å)3 Câu 2O C6 H 5OH 3Br2 H C6 H Br3OH 3HBr 2,4,6- tribromphenol H 2O C6 H NH 3Br2 C6 H Br3 NH 3HBr 2,4,6- tribromanilin H 2O C6 H 5CH Br2 Không có phản ứng * Chứng tỏ nhóm – OH; - NH2 đẩy electron vào vòng benzen mạnh nhóm – CH3 * Anisol làm màu dung dịch Br2 vì nhóm – CH3 liên kết với Oxi đẩy electron vào vòng benzen mạnh nhóm – OH * Phản ứng P-Toluđin và P- Cresol với nước Brôm theo tỉ lệ 1:1 CH 3C6 H 4OH Br2 CH 3C6 H Br (OH ) HBr (5) P-Cresol CH3 C H NH2 +Br ⃗ ❑CH C H Br (NH 2)+HBr P-Toluđin * Vì nhóm – OH; - NH2 đẩy electron vào vòng benzen mạnh nhóm – CH nên Brôm vào vòng benzen vào vị trí ortho nhóm –OH; -NH2 Câu * Cấu trúc Lewis và dạng hình học: NO2+ NO2 N O O N O + N O O + N O 1320 NO2 N O O N O O O 1150 O * Trong NO2 và NO có N trạng thái lai hoá sp , nên có cấu trúc dạng góc NO2 có 1e chưa liên kết nên lực đẩy các cặp e liên kết yếu NO có cặp e chưa liên kết góc liên kết ONO NO2 > góc liên kết ONO NO * Nguyên tử N NO trạng thái lai hoá sp và không còn e tự nên hai liên kết có khuynh hướng tạo góc 180 để giảm thiểu lực đẩy các đôi e liên kết dẫn đến hình học tuyến tính(180 ) * Phân tử trimetylamin có nguyên tử nitơ trạng thái lai hoá sp 3và phân tử có dạng hình tháp tam giác với sức đẩy cặp electron chưa liên kết trên nitơ (theo thuyết VSEPR) nên góc liên kết N Me Me = 1080 < 109028’ (góc tứ diện) SiH3 N N H3C CH3 CH3 H3Si N Si SiH3 * Trong phân tử trisilylamin, obitan p nitơ xen phủ với obitan d còn trống silic tạo nên phần liên kết Si – N và xảy giải toả mật độ electron cặp electron chưa liên kết nguyên tử nitơ trạng thái lai hoá sp và phân tử có dạng tam giác phẳng với góc liên kết H Si N SiH = 1200 * 2NaNO3 + 8Na(Hg) + 8H2O Na2N2O2 + 8NaOH + 8Hg NH2OH + C2H5NO2 + 2C2H5ONa Na2N2O2 + 3C2H5OH * Axit yếu là H2N2O2 - Axit hyponitrơ và Đồng phân là H2N NO2 (Nitramit) HO OH N N D¹ng cis - HO hoÆc H N N D¹ng trans - O N OH H N O (6) Câu * Hỗn hợp chất chứa chất có tính bazơ nên tách dd HCl và chiết C6H5N(CH3)2 + HCl C6H5N(CH3)2H+ Cl - Muối tạo tan cùng HCl lớp nước dưới, lớp phía trên là chất lỏng (A) không tan - Điều chế lại C6H5N(CH3)2 tác dụng dd NaOH C6H5N(CH3)2H+ Cl + NaOH C6H5N(CH3)2 + NaCl + H2O * Chất lỏng A chứa chất có tính axit nên tách dd NaOH và chiết C6H5COOH + NaOH C6H5COONa + H2O p-CH3 - C6H4 -OH + NaOH p-CH3 - C6H4 -ONa + H2O - Muối tạo tan cùng NaOH lớp nước dưới, lớp phía trên là chất lỏng (B) không tan - Sục CO2 dư qua lớp nước phía để lọc và tách p-CH3 - C6H4 -OH p-CH3 - C6H4 -ONa + H2O + CO2 p-CH3 - C6H4 -OH + NaHCO3 * Điều chế lại C6H5COOH tác dụng dd HCl C6H5COONa + HCl C6H5COOH + NaCl * Chất lỏng B chứa andehit nên tách dd NaHSO3 và chiết C6H5 - CH=O + NaHSO3 C6H5 - CH(OH)SO3Na * Thu lại C6H5 - CH=O tác dụng dd Na2CO3 * Ký hiệu các chất theo đề bài là A, B, C, D, E, F, G CO(NH2)2 < p-O2NC6H4NH2 < C6H5NH2 < p-CH3-C6H5-NH2 (A) (F) (E) (D) < CH2=CH-CH2-NH2 < CH3-CH2-CH2-NH2 < (CH3)4NOH (C) (B) (G) - Mạnh là (B) và (G) có gốc ankyl đẩy e (+I) (G) mạnh (B) điện ly OH - Yếu là (A) có nhóm C=O hút e mạnh (-I) đồng thời có hiệu ứng liên hợp e∏ với cặp e n N (-C) làm giảm mạnh mật độ e nguyên tử N - Gốc ankenyl hút e yếu so với vòng benzen nên (C) > (D), (E), (F) - Nhóm NO2 hút e góp thêm phần làm giảm mật độ e N còn nhóm CH3 đẩy e làm hạn chế giảm mật độ e N nên (F) < (E) < (D) Câu * Giai đoạn 1: H2 O C6H5CH3 + O2 C6H5COOH + H2O * Giai đoạn 2: COOH COOH O 2 * Giai đoạn 3: H2O C O O H2O (7) COOH COOH C O + H2O O OH OH CO2 COOH Câu Đặt x, y là số mol N2 và N2O ta có: 0,896 n hh x y 22, 0, 04 x 0, 03 M 28x 44y 16.2 32 y 0, 01 xy TH1: Sản phẩm khử không tạo muối NH4NO3 ta có NO3- + 12 H + + 10e N + H 2O 0,06 NO3- + 0,02 n NO 0,36 0,3 0,03 + 10 H + 8e N 2O + H O 0,1 0,08 0,01 n e 0,3 0, 08 0,38(mol) THD KL mmuối = mkim loại + m NO3 THD KL = 11,4 + 0,38.62 = 34,96 < 23,24.2 = 46,48 loại TH2: Sản phẩm khử có tạo muối NH4NO3 Mg Mg 2 + 2e a a 2a n M M + ne b b nb + NO3 + 12 H + 10e N + H 2O 0,06 NO3- + 0,36 0,3 0,03 + 10 H + 8e N 2O + H O 0,02 0,1 0,08 0,01 + NO3 + 10 H + 8e NH 4 + H O 8z n NO 10z 8z z n e 0,3 0,08 8z 0,38 + 8z (mol) THD KL mmuối = mkim loại + m NO3 THD KL + m NH4 NO3 = 11,4 + (0,38 + 8z).62 + 80z = 46,48 z = 0,02 (mol) n n Theo bảo toàn e ta có: e nhường = e nhận 2a + nb = 0,3 + 0,08 + 8z = 0,54 (1) Khi cho F tác dụng với dung dịch NaOH dư ta có: Mg 2 + OH Mg(OH) a Mn b + n OH nb a M(OH) n b (8) m kết tủa = 4,35 = 8,7 < 11,4 = mkim loại M(OH)n bị tan hết kiềm dư n ) M(OH) n + (4 - n) OH MO (4 + H 2O m Mg(OH)2 58a 8, a 0,15(mol) mkết tủa = (2) a 0,15 0, 24 0, 24 M b n Từ (1) và (2) ta có mhh = 0,15.24 + n =11,4 n 2 Zn M = 32,5n M 65 n HNO3 n H 0, 66(mol) V 0, 66 1,32(lít) 0,5 Câu CTCT chất là : CH3CH2CHO ; CH3COCH3, CH2 = CH-CH2OH ; CH2=CH-O-CH3 - Cho mẫu thử tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 : + Nếu chất nào tạo kết tủa trắng là CH3CH2CHO CH3CH2COONH4 + 2NH4NO3 + Ag CH3CH2CHO + AgNO3 + NH3 + H2O - chất còn lại không tượng cho tác dụng với Na + Nếu chất nào có H2 bay là CH2=CH-CH2OH CH2=CH-CH2ONa + 1/2H2 CH2 = CH-CH2OH + Na - chất còn lại không tượng cho tác dụng với dung dịch Br Nếu chất nào làm màu dung dịch Br2 là: CH2 = CH-O-CH3 CH2Br-CHBr-O-CH3 CH2 =CH-O-CH3 + Br2 - Chất còn lại không tượng là CH3COCH3 Câu 16z % mO 0, 4444 z 4 12.6 16z Ta có CTPT là C6H8O4 - X chứa loại nhóm chức và sản phẩm thuỷ phân cho muối và chất hữu nên X là Este chức tạo axit - Y và Z là đồng phân, mặt khác Y là sản phẩm R phản ứng với HCl R và Z có cùng số nguyên tử cacbon Công thức cấu tạo X là : CH3COOCH=CHOOCCH3 Y là : CH3COOH Z là : CH2(OH)CHO Phương trình phản ứng : 2CH3COONa+ CH2(OH)CHO CH3COOCH=CHOOCCH3+2NaOH CH3COOH + NaCl CH3COONa + HCl Z là HO-CH2-CHO Phương trình hóa học : COOC6H5 to + CH2 COOCH=CH 3NaOH CH2(COONa)2+C6H5ONa+CH3CHO+H2O CaO,t o CH2(COONa)2 + 2NaOH CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH t0 CH4 + 2Na2CO3 CH3COONH4 + 2Ag +3NH3 + H2O (9) CH3COONH4 + NaOH NH3 + CH3COONa CaO,t CH3COONa + NaOH CH4 + Na2CO3 C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3 o Câu * Xác định công thức phân tử ancol Z mCO2 Khi đốt cháy Z cho (k≤n) mH 2O nCO2 11 nH 2O nH 2O nCO2 Vậy => Z là ancol no, mạch hở: C nH2n+2Ok 3n k CnH2n+2Ok + O2 → nCO2 + (n+1)H2O 3n k x(mol) → x Bài cho nO2 → n.x →(n+1).x n.x n 3 ( n 1).x phản ứng = 0,105 mol Ta có mZ = (14n + + 16k).x = 2,76 nO2 3n k = x = 0,105 => (3n + – k).x = 0,21 44 16k 2, 76 k 3 0, 21 Thay n = vào ta có 10 k Vậy Z là C3H8O3 CH2OHCHOHCH2OH: Glixerol Xác định axit X, Y: Vì khối lượng trung bình K = 32.0,625 = 20, chắn có CH4, khí còn lại là R’H Cho K qua dung dịch Br2 dư thu khí bay có số mol 5,376/22,4 = 0,24 mol Chất rắn R có chứa Na2CO3 đó phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng dư có phản ứng: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O 0,36 ← 0,36 nCH = 0,24 mol => axit tương ứng X là CH3COOH CaO, t0 CH3COONa + NaOH Na2CO3 + CH4 0,24 ← 0,24 ← 0,24 ← 0,24 ’ ’ Chất còn lại: R (COOH)t có muối R (COONa)t (t=1 t = 2) R’(COONa)t + t.NaOH → t.Na2CO3 + R’H 0,12 → 0,12/t 16.0, 24 M R ' Ht Ta có: Khối lượng trung bình khí K = 0, 24 0,12 t 0,12 t 20 (10) M R ' Ht = 20 +8.t; Vì mạch không phân nhánh nên t = t = t=1 => M R ' Ht M = 28 => C2H4 => axit Y: CH2=CH- COOH (0,12 mol) t = => R ' H = 36 (loại) C2H3COONa + NaOH → C2H4 + Na2CO3 0,12 ← 0,12 ← 0,12 ← 0,12 Trung hòa NaOH dư sau xà phòng hóa NaOH + HCl → NaCl + H2O 0,02 0,02 0,02 0,02 Vậy muối M gồm: CH3COONa (0,24 mol) C2H3COONa (0,12 mol) NaCl (0,12 mol) mM = b = 82.0,24 + 94.0,12 + 58,5.0,02 = 32,13 gam A là: C3H5(OCOCH3)2(OCOC2H3) nA = 0,12 mol => a = 230.0,12 = 27,6 gam Công thức cấu tạo A là: t CH3COO CH2 CH3COO CH CH2=CH- COO -CH2 CH3COO CH2 CH2=CH- COO - CH CH3COO CH2 - (11)