ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 12

ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI 12
Thang điểm: 20 điểm


Câu 1: (3,625đ)
1. Y là đồng đẳng của benzen, CTPT là C8H10. Hãy viết công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân của Y.
Cho sơ đồ biến hoá:
A1 +NaOH A2 +CuO,t0 A3 A4 +H2SO4 loãng A5
A
B1 +NaOH B2 B3 trùng hợp Polime

Biết A là một trong các đồng phân của Y có CT là C6H5C2H5, tỉ lệ số mol A so với số mol Cl2 là 1:1, A5 là axít cacboxylic.
Xác định A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, B3. Viết phương trình phản ứng minh hoạ.
2. Oxi hoá rượu etylic thu hỗn hợp gồm andehit, axít tương ứng, rượu dư và nước. Hãy tách riêng từng chất hữu cơ ra khỏi hỗn hợp.
Câu 2: (4đ)
1. Trong bình kín dung tích 2,112 lít chứa khí CO và một lượng hỗn hợp bột A gồm Fe3O4 và FeCO3 ở 27,30C áp suất trong bình là 1,4atm (thể tích chất rắn không đáng kể). Nung nóng bình ở nhiệt độ cao để các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hỗn hợp sau phản ứng có tỉ khối so với H2 là . Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A trong dd HNO3 loãng, thu được lít hỗn hợp khí gồm NO và CO2 ở đktc. Tính thể tích dd HCl 2M để hòa tan hết hỗn hợp A.
2. Dùng 16,8 lít không khí ở đktc (O2 chiến 20% và N2 chiếm 80% thể tích) để đốt cháy hoàn toàn 3,21 gam hỗn hợp A gồm 2 aminoaxít kế tiếp nhau có công thức tổng quát CnH2n+1O2N. Hỗn hợp thu được sau phản ứng đem làm khô được hỗn hợp khí B, cho B qua dd Ca(OH)2 dư thu 9,5gam kết tủa. Tìm CTCT và khối lượng của 2 aminoaxít.
Nếu cho khí B vào bình dung tích 16,8 lít, nhiệt độ 136,50C thì áp suất trong bình là bao nhiêu? Cho biết aminoaxít khi đốt cháy tạo khí N2.
Câu 3: (3,125đ)
Cho một mẫu thử axít fomic HCOOH có nồng độ 0,1M; Ka = 1,77 x 10-4.
a) Tính pH của dd HCOOH.
b) Cho vào mẫu thử trên 1 lượng axít H2SO4 có cùng thể tích, thấy độ pH giảm 0,344 so với pH khi chưa cho H2SO4 vào. Tính nồng độ mà axít sunfuric cần phải có. Biết rằng hằng số axít đối với nấc phân li thứ 2 của H2SO4 là K2=1,2 x 10-2. Giả thiết khi pha trộn thể tích dung dịch mới thu được bằng tổng thể tích các dd ban đầu.
Câu 4: (4đ)
1. Cần thêm bao nhiêu NH3 vào dd Ag+0,004M để ngăn chặn sự kết tủa của AgCl khi [Cl-]=0,001M.
Biết TAgCl = 1,8 x 10-10, Kkb của [Ag(NH3)]+ = 6 x 10-8.
2. Độ tan của H2S trong dd HClO4 0,003M là 0,1mol/l. Nếu thêm vào dd này các ion Mn2+ và Cu2+ sao cho nồng độ của chúng bằng 2 x 10-4M thì ion nào sẽ kết tủa dạng sunfua? Biết TMnS = 3 x 10-14, TCuS = 8 x 10-37, KH2S = 1,3 x 10-21.
Câu 5: (2đ)
Có 200ml dd hỗn hợp gồm CuSO4 0,25M và CrCl2 0,6M. Điện phân dd trên trong thời gian 1 giờ 36 phút 30 giây với I = 5A.
a) Tính khối lượng kim loại bám vào catốt.
b) Tính thể tích khí bay lên ở anốt.
c) Dung dịch còn lại có những chất nào? Tính CM các chất còn lại. gia sử thể tích dd không đổi.
Câu 6: (3,25đ)
1. Căn cứ vào cấu trúc phân tử CO và N2 hãy giải thích vì sao:
a) CO và N2 có nhiều tính chất vật lý giống nhau.
b) CO có khả năng tạo phức cacbonyl với một số kim loại chuyển tiếp còn N2 không có khả năng này.
2. Trong điều kiện thường NF3 không có khả năng thể hiện tính khử, tham gia phản ứng cọng như NH3.
3. Giải thích tại sao N(CH3)3 có cấu trúc tháp còn N(SiH3)3 lại có cấu trúc phẳng.
-------------------Hết-------------------
ĐÁP ÁN

Câu 1:( 3,625đ)
1.* Các đồng phân: (0,5đ)





* Sơ đồ: (1,125đ) mỗi phản ứng đúng 0,125đ.

+ HCl

+ Cl2
+ HCl




+NaOH + NaCl

+ CuO + Cu + H2O

+ 2AgNO3 + 3NH3 + 2Ag + 2NH4NO3


2 + H2SO4 + (NH4)2SO4


+ NaOH + NaCl


+ H2O


n -CH-CH2-


2. Tách riêng CH3-CHO, CH3-COOH, C2H5OH từ hỗn hợp gồm CH3CHO, CH3COOH, C2H5OH và H2O.(1,5đ)
- Cho hỗn hợp tác dụng với dd NaOH thu dd A:
CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O
dd A gồm: CH3COONa, CH3CHO, C2H5OH , H2O.
- Đun nóng dd A: C2H5OH và CH3CHO bay hơi, còn lại CH3COONa.
Ngưng hơi C2H5OH + CH3CHO tạo hh lỏng B.
- Lấy muối CH3COONa tác dụng với H2SO4 loãng
2 CH3COONa + H2SO4  2CH3COOH + Na2SO4
Đun nóng, CH3COOH bay hơi, sau đó ngưng tụ thu CH3COOH lỏng
- Từ hỗn hợp B cho tác dụng dd NaHSO3 bão hoà

CH3-C-H + NaHSO3  CH3 - C - H 

+ Đun nóng thu hơi C2H5OH
+ Lấy kết tủa tác dụng dd HCl: CH3 - C - H + HCl  CH3-CHO + NaCl + SO2  + H2O
Cô cạn thu hơi CH3CHO


Câu 2: (4đ) mỗi câu nhỏ 2 điểm.;
1.

Gọi x, y là số mol Fe3O4, FeCO3 trong hỗn hợp A
Các ptpư:
Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4 CO2 (1)
x 4x 4x
FeCO3 + CO = Fe + 2 CO2 (2)
y y 2y
Hỗn hợp sau phản ứng (1) và (2): n hỗn hợp = n CO2 + n CO dư = 4x + 2y + 0,12 - (4x + y) = 0,12 + y

Hòa tan A trong HNO3 loãng: 3Fe3O4 + 28HNO3 = 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3)
x x/3
3FeCO3 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O (4)
y y/3 y
Từ (3) và (4):
Từ đó ta có hệ phương trình
Giải hệ, ta được:
Ptpư hòa tan A trong dd HCl là:
Fe3O4 + 8HCl = 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (5)
0,02 mol 0,16 mol
FeCO3 + 2HCl = FeCl2 + CO2  + H2O (6)
0,015 mol 0,03 mol


2. Số mol O2 và N2 trong không khí:


Gọi là số nguyên tử C trung bình trong 2 phân tử aminoaxít  CTPT chung là:
Phản ứng cháy : (1)
x
Gọi x là số mol 2 aminoaxít, ta có:
Hỗn hợp khí B gồm: CO2, N2 cho B tác dụng với Ca(OH)2 dư:
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3  + H2O (2)

Ta có hệ phương trình:
Giải hệ ta có x = 0,04
CTPT của 2 aminoaxít: C2H5O2N  CTCT : H2N-CH2-COOH
C3H7O2N  CTCT: H2N-C2H4-COOH
Gọi a, b lần lượt là số mol 2 aminoaxít

m C2H¬5O2N = 75 x 0,025 = 1,875 (g)
m C3H7O2N = 89 x 0,015 = 1,335 (g)
Hỗn hợp B sau phản ứng: nO2dư =
nN2 =
nCO2 = 0,095(mol)
nB = 0,037 + 0,62 + 0,095 = 0,7525 (mol)
Áp suất trong bình:
Câu 3: (3,125đ)
a) (0,625đ) HCOOH HCOO- + H+ Ka
0,1
0,1 - a a a
Ta có:
pH = - lg [H+] = - lg 4,12 x 10-2 = 2 - lg 4,12 = 2,385
b) (2,5đ)
Giả sử lấy 1 lít dd H2SO4 x mol/l trộn với 1 lít H-COOH trên được dd mới có pH = 2,385 - 0,344 = 2,051
Nồng độ dd mới CHCOOH = 0,05 (M)
CH2SO4 = 0,5x (M)
Các pt điện li: HCOOH HCOO- + H+ Ka = 1,77 x 10-4 (1)
H2SO4 = H+ + (2)
H+ + Ka2 = 1,2 x 10-2
Vì pH = 2,051  [H+] = 10-2,051 = 8,89 x 10-3 (M)
Do [H+] = [HCOO-] + (*)
Từ (1): (**)
Từ (2): (***)


0,5x =
Câu 4: (4đ) mỗi câu nhỏ 2 điểm
1. AgCl
Để kết tủa không tạo thành trong dung dịch thì:

Mà Kcb = 6 x 10-8
Vậy phải thêm một lượng NH3 sao cho:

Trong đó:


Mặt khác để tạo phức thì:
Vậy lượng NH3 cần thêm vào để ngăn chặn sự hình thành kết tủa AgCl là:
0,0365 + 0,008 = 0,0455 (M)
2. HClO4  H+ +
3x10-3M 3x10-3M
H2S 2H+ + S2-

Vậy < TMnS nên không kết tủa. > TCuS nên kết tủa CuS.
Câu 5: (2đ)
a)
Quá trình điện li:
CrCl2 = Cr2+ + 2Cl-
H2O H+ + OH-
Thứ tự ở catốt: Cu2+ + 2e = Cu
Cr2+ + 2e = Cr
Thứ tự ở anốt: 2Cl- - 2e = Cl2
H2O - 2e = + 2H+
nCuSO4 = 0,2 x 0,25 = 0,005 (mol)
nCrCl2 = 0,2 x 0,6 = 0,12 (mol)
Gọi t1 là thời gian để khử hết Cu2+
mCu = (giây)
Thời gian còn lại để khử Cr2+ là : 5790 - 1930 = 3860 (giây)
mCr =
Tổng khối lượng kim lọai bám lên catốt: 0,05 x 64 + 5,2 = 8,4 (gam)
b) Tổng mol e- nhận là: 0,05 x 2 + 0,1 x 2 = 0,3 (mol)
Số mol e- nhường cho Clo: 0,12 x 2 = 0,24 (mol)
Số mol OH- (H2O) bị OXH: 0,3 - 0,24 = 0,06 (mol)
Số mol O2 = = (mol)
Tổng thể tích khí tại anốt là: (0,03 + 0,12)x 22,4 = 3,36 (l)
c) Dung dịch gồm CrSO4 0,1M và H2SO4 0,05M
Câu 6: (3,5đ)
1. (1,5đ) và C = O
a) CO và N2 có cấu trúc giống nhau vì cùng số e, vì thế có nhiều tính chất vật lý giống nhau.
b) CO có đôi e- chưa dùng ở obitan lai hoá sp thuận lợi cho sự tạo thành liên kết phối trí với các kim loại chuyển tiếp. N2 đôi e chưa dùng ở obitan 2s năng lượng thấp không thuận lợi cho sự tạo liên kết.
2. (1đ)
Trong phân tử NF3, nitơ có số oxy hóa và đôi e chưa dùng lệch nhiều về F. Do đó NF3 khó có khả năng thể hiện tính khử và tham gia phản ứng cọng.
3.(0,75đ ) Trong phân tử N(CH3)3 N lai hoá sp3 nên phân tử có cấu trúc hình tháp tam giác. Phân tử N(SiH3)3 do Si còn obitan d trống nên tạo liên kết p-d vì thế N lai hoá sp2 phân tử nằm trên mặt phẳng.
------------- Hết-------------

Đề thi HSG 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH
THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT - NĂM HỌC 2006-2007

ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( vòng 2 )
Thời gian làm bài : 150 phút


Bài 1: (4,75 điểm)
1. Tìm các dạng liên kết hydro trong hỗn hợp sau: Etanol, phenol và nước. Dạng liên kết hydro nào bền nhất, kém bền nhất? Giải thích.
2. Khi trùng hợp isopren người ta thấy tạo thành 4 loại polyme, ngoài ra còn có một
vài sản phẩm phụ trong đó có chất X, khi hydro hóa hoàn toàn X thu được Y (1-metyl-3-
isopropyl xiclohexan). Hãy viết công thức cấu tạo của 4 loại polyme và các chất X, Y.
3. Xác định cấu tạo hợp chất C10H10 (A) mà khi oxi hóa chỉ cho một axit CH(CH2COOH)3 (B).
Bài 2: (3,25 điểm)

1. Hydrocacbon X mạch thẳng có m thành dãy chuyển hóa sau:

C :m H = 36 :7. Xác định cấu tạo của X và hoàn

X Y Z phenol

+H 2, Ni +CuO
A B

+KMnO4,H+
D Tơ nilon 6,6.

t0 t0
2. Một mol tripeptit X bị thủy phân hoàn toàn cho 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol
NH3. X chỉ có một nhóm COOH tự do và không phản ứng với 2,4-dinitroflobenzen. Ala
được tách ra đầu tiên khi tác dụng với cacboxypeptidaza. Lập luận xác định cấu trúc của
X.
Bài 3: (4,25 điểm)
1. Từ axetylen và các chất vô cơ cần thiết khác hãy điều chế: Axit 2,4-diclophenoxi axetic; Axit p-isopropylbenzoic; axit axetyl salixylic (Aspirin).
2. Từ hợp chất ban đầu 3,4- (CH3O)2C6H3CH2Cl và các chất vô cơ cần thiết khác hãy tổng hợp papaverin (C20H21O4N) có công thức cấu tạo sau:



CH3O



N OCH3

CH3O CH2 OCH3

Bài 4: (3,25 điểm)
A là một hydrocacbon thu được khi chế biến dầu mỏ. Ankyl hóa A bằng isobutan có mặt AlCl3 (xt) tạo thành B. Thành phần % hydro trong A ít hơn trong B là 1,008%. Trong điều kiện của phản ứng Rifominh, A được chuyển hóa thành D, D không tác dụng với nước brom, nhưng D tác dụng với hỗn hợp HNO3 đậm đặc và H2SO4 đậm đặc sinh ra chỉ một dẫn xuất nitro E, D hydro hóa cho ra K và có thể bị oxi hóa bởi KMnO4 dư trong môi trường H2SO4 tạo ra axit F. Nung chảy muối natri của F với NaOH rắn sinh ra G, G có thể bị hydro hóa thành H. Các hydrocacbon A, H, K có thành phần % nguyên tố như nhau. Ozon phân A thu được một hỗn hợp sản phẩm trong đó có C3H6O (M) tham gia phản ứng với iot trong dung dịch NaOH đun nóng sinh ra kết tủa màu vàng có mùi hắc khá đặc trưng. Hãy xác định công thức phân tử của A, B và công thức cấu tạo các sản phẩm được kí hiệu bằng chữ từ A đến M. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. Biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
Bài 5: (4,5 điểm)




Đốt cháy hoàn toàn 2,54 gam este E ( không chứa chức khác) mạch hở, được tạo ra từ axit đơn chức và rượu, thu được 2,688 lít khí CO2 (đktc) và 1,26gam nước. 0,1mol E tác dụng vừa đủ với 200ml NaOH 1,5M tạo ra muối và rượu. Đốt cháy toàn bộ lượng rượu này được 6,72 lít CO2 (đktc).
1. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của E.
2. A là axit tạo ra E. Một hỗn hợp X gồm A và 2 đồng phân của nó đều phản ứng
được với dung dịch NaOH (vừa đủ), cô cạn dung dịch sau phản ứng được chất rắn B và
hỗn hợp hơi D. D tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư cho 21,6 gam Ag. Nung B với
NaOH rắn, dư trong điều kiện không có không khí được hỗn hợp hơi F. Đưa F về nhiệt
độ thường thì có 1 chất ngưng tụ G còn lại hỗn hợp khí N. G tác dụng với Na dư sinh ra
1,12 lít khí H2. Hỗn hợp khí N qua Ni nung nóng cho hỗn hợp khí P. Sau phản ứng thể
tích hỗn hợp khí giảm 1,12 lít và d P / H
2 = 8. Tính khối lượng các chất trong X. Biết rằng
các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở đktc.
Cho : Na: 23 ; K: 39 ; Mn: 55 ; Ag: 108
N: 14 ; C: 12 ; O: 16 ; H: 1

(Giám thị không giải thích gì thêm)