De Thi Dbscl 2008-2009

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG TRƯỜNG THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT

KỲ THI OLYMPIC ĐỒNG BẮNG SÔNG CỬU LONG LẦN THỨ 16 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC PHẦN I: CÂU HỎI Câu 1: (2,5 điểm) Cho 3 nguyên tố A, B, C Nguyên tố A có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0 ms = -1/2 Hai nguyên tố B, C tạo thành cation X+ có 5 nguyên tử. Tổng số hạt mang điện là 21 a. Viết cấu hình electron và xác định tên, vị trí của A, B, C trong bảng tuần hoàn b. 2 nguyên tố B, C tạo thành hợp chất M. N là hợp chất khí của A với hidro. Dẫn hợp chất khí N vào nước, thu được dung dịch axit N. M tác dụng dung dịch N tạo thành hợp chất R. Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo của R. Cho biết R được hình thành bằng liên kết gì? Câu 2: ( 2 điểm) AgCl dễ hòa tan trong dung dịch NH3 do tạo phức AgCl(r) + 2NH3 ⇔ [Ag(NH3)2]+ + Cla) 1 lit dung dịch NH3 1M hòa tan bao nhiêu gam AgCl biết TAgCl = 1,8.10-10 [Ag(NH3)2]+ ⇔ Ag+ + 2NH3 Kpl = 1,7.10-7 b) Xác định tích số tan của AgBr biết 0,33g AgBr có thể hòa tan trong 1 lit dung dịch NH3 1M Câu 3: (2 điểm) X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. a) Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3.

2XO + Cl

2 , ở 5000C có Kp= 1,63.10-2. b) Cho phản ứng: 2XOCl Ở trạng thái cân bằng áp suất riêng phần của PXOCl =0,643 atm, PXO = 0,238 atm.



Tính PCl2 ở trạng thái cân bằng.

Nếu thêm vào bình một lượng Cl2 để ở trạng thái cân bằng mới áp suất riêng phần của XOCl bằng 0,683 atm thì áp suất riêng phần của XO và Cl2 là bao nhiêu? Câu 4: (2 điểm) Ở điều kiện chuẩn, entanpi phản ứng và entropi của các chất có giá trị như sau: Số thứ tự Phản ứng ∆H0298(kJ) 1 2NH3 + 3N2O ⇔ 4N2 + 3H2O -1011 2 N2O + 3H2 ⇔ N2H4 + H2O -317 3 2NH3 + ½ O2 ⇔ N2H4 + H2O -143 4 H2 + ½ O2 ⇔ H2O -286 

S0298(N2H4) = 240 J/mol. K S0298(H2O) = 66,6 J/mol. K S0298(N2) = 191 J/mol. K S0298(O2) = 205 J/mol. K 0 a) Tính entanpi tạo thành của ∆H 298 của N2H4, N2O và NH3, S0298 b) Viết phương trình của phản ứng cháy hiđrazin tạo thành nước và nitơ c) Tính nhiệt phản ứng cháy đẳng áp ở 298K và tính ∆G0298 và tính hằng số cân bằng K d) Nếu hỗn hợp ban đầu gồm 2 mol NH3 và 0,5 mol O2 thì nhiệt pảhn ứng 3 ở thể tích không đổi là bao nhiêu? Câu 5: (2,75 điểm) 83,3g một hỗn hợp hai nitrat A(NO3)2 và B(NO3)2 ( A là kim loại kiềm thổ, B là kim loại d) được nung tới khi tạo thành những oxít, thể tích hỗn hợp khí thu được gồm: NO2 và O2 là 26,88 lít (0oC, 1 atm). Sau khi cho hỗn hợp này qua dung dịch NaOH dư thì thể tích hỗn hợp khí giảm 6 lần.

a. A, B là những kim loại nào? b. Thành phần trăm hỗn hợp nitrat theo số mol c. Nếu nung ở nhiệt độ cao hơn thì có thể thu được muối gì? Câu 6: (2,25 điểm) Thực hiện các chuyển hoá sau bằng phương trình phản ứng: +B

− H 2O + O2 + H2 PBr3 CuO , t → (C)  Etilen  → (A)  → (D)   → (E)  → (F)  → (G) → (B)  OH − Br 2 + IBr  → (H) (I) ←  as 0

Biết (F) là CH3-CH2-CH2-COOH Câu 7: (2,5 điểm) Hai hợp chất thơm A và B đều có công thức phân tử CnH2n-8O2. Hơi B có khối lượng riêng 5,447 g/l (đktc). A có khả năng phản ứng với kim loại Na giải phóng H 2 và có phản ứng tráng gương. B phản ứng được với Na2CO3 giải phóng khí CO2 . a) Viết công thức cấu tạo của A,B. b) A có 3 đồng phân A1 ; A2 ; A3 , trong đó A1 là đồng phân có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Xác định công thức cấu tạo của A1 , giải thích. c) Viết sơ đồ chuyển hoá o-crezol thành A1 ; toluen thành B. Câu 8: (1,5 điểm) Inden C9H8 được tách từ nhựa than đá, có phản ứng với KMnO4 và làm mất màu dung dịch Br2 trong CCl4. Tiến hành hidro hoá có xúc tác trong điều kiện êm dịu sẽ nhận được Indan và trong điều kiện mạnh hơn thì được bixiclo [4,3,0] nonan. Khi oxi hoá Inden sẽ thu được axit phtalic. Viết công thức cấu trúc của Inden, Indan và bixiclo [4,3,0] nonan. Câu 9: (2,5 điểm) Công thức đơn giản nhất của chất M là (C3H4O3)n và chất N là (C2H3O3)m . Hãy tìm công thức phân tử của M,N biết M là một axit no đa chức, N là một axit no chứa đồng thời nhóm chức -OH; M và N đều mạch hở. Viết công thức cấu tạo của N.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KIÊN GIANG TRƯỜNG THPT CHUYÊN HUỲNH MẪN ĐẠT

KỲ THI OLYMPIC ĐỒNG BẮNG SÔNG CỬU LONG LẦN THỨ 16 ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ MÔN: HÓA HỌC PHẦN I: CÂU HỎI Câu 1: (2,5 điểm) Cho 3 nguyên tố A, B, C Nguyên tố A có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0 ms = -1/2 Hai nguyên tố B, C tạo thành cation X+ có 5 nguyên tử. Tổng số hạt mang điện là 21 a. Viết cấu hình electron và xác định tên, vị trí của A, B, C trong bảng tuần hoàn b. 2 nguyên tố B, C tạo thành hợp chất M. N là hợp chất khí của A với hidro. Dẫn hợp chất khí N vào nước, thu được dung dịch axit N. M tác dụng dung dịch N tạo thành hợp chất R. Viết phương trình phản ứng và công thức cấu tạo của R. Cho biết R được hình thành bằng liên kết gì? Bài giải A có 4 số lượng tử n=3, l= 1, m= 0, ms = -1/2 nên ta xác định được n=3

-1

0

+1 ⇒ A có cấu hình e là 1s22s22p63s23p5 ,A là Clo (0,25đ) A nằm ở chu kì 3, nhóm VIIA (0,25đ) B, C tạo được cation X+ có 5 nguyên tử. Ta có tổng số hạt mang điện là 21 ⇒ ZX+ = 11 (0,25đ) 11 Gọi Z là điện tích hạt nhân trung bình nên ta có Z = = 2,2 5 Mà ZB < Z < ZC ⇒ Z là H (Z= 1), cấu hình e: 1s1, chu kì 1 nhóm IA (0,25đ) B

Gọi công thức của X+ là AxHy+ nên x.ZA + y = 11 x + y =5 x 1 2

3

4

y 4 3 2 1 ZA 7 4 3 2.5 Nhận nghiệm x =1, y = 4 và ZA = 7 ⇒ A là Nitơ (0.25đ) Nitơ (Z = 7) có cấu hình electron là 1s22s22p3, thuộc chu kì 2, nhóm VA (0.25đ) b. N là HCl (0,25đ) Vì M tác dụng được với dung dịch axit N ⇒ M có tính bazơ ⇒ M là NH3 (0,25đ) NH3 + HCl → NH4Cl R là NH4Cl H H N H

+ Cl

-

H Công thức cấu tạo (0,25đ) Phân tử NH4Cl được hình thành bằng liên kết ion (0,25đ)

Câu 2: ( 2 điểm) AgCl dễ hòa tan trong dung dịch NH3 do tạo phức AgCl(r) + 2NH3 ⇔ [Ag(NH3)2]+ + Cla) 1 lit dung dịch NH3 1M hòa tan bao nhiêu gam AgCl biết TAgCl = 1,8.10-10 [Ag(NH3)2]+ ⇔ Ag+ + 2NH3 Kpl = 1,7.10-7 b) Xác định tích số tan của AgBr biết 0,33g AgBr có thể hòa tan trong 1 lit dung dịch NH3 1M Đáp án: [Ag(NH3)2]+ ⇔ Ag+ + 2NH3 0,25 điểm + 2 [ Ag ].[ NH 3 ] = 1,7.10 −7 và TAgCl = [Ag+].[Cl-] Ta có K p ; = 0,25 điểm + [[ Ag ( NH 3 ) 2 ] ] Vì [Ag+] <<[Cl-] ; [[Ag(NH3)2]+] = [Cl-] ; [NH3] = 1 – 2[Cl-] ; 0,25 điểm 1,8.10 −10 .(1 − 2.[ Cl − ]) 2 − + [Ag ] = nên [Cl ] = 1,7.10 −7 [Cl − ] − [Cl ] T AgCl

 [Cl-] = 0,0305M Lương AgCl đã hòa tan là: 0,0305.143,5 = 4,38g [ Ag + ].[ NH 3 ] 2 = 1,7.10 −7 và TAgBr = [Ag+].[Br-] b) Ta có K p ; = + [[ Ag ( NH 3 ) 2 ] ] + Vì[Ag ] <<[Br ] ; [[Ag(NH3)2]+] = [Br-] ; [NH3] = 1 – 2[Br-] ; T AgBr T AgBr .(1 − 2.[ Br − ]) 2 − + [ Br ] [Ag ] = nên = 1,7.10 −7 [ Br − ] [ Br − ] Mà [Br-] = 0,33/188 = 1,75.10-3M  TAgBr = 5,3.10-3

0,25 điểm

0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm 0,25 điểm

Câu 3: (2 điểm) X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. c) Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3.

2XO + Cl

2 , ở 5000C có Kp= 1,63.10-2. d) Cho phản ứng: 2XOCl Ở trạng thái cân bằng áp suất riêng phần của PXOCl =0,643 atm, PXO = 0,238 atm.



Tính PCl2 ở trạng thái cân bằng.



Nếu thêm vào bình một lượng Cl2 để ở trạng thái cân bằng mới áp suất riêng phần của XOCl bằng 0,683 atm thì áp suất riêng phần của XO và Cl2 là bao nhiêu?

a> Vì X thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 nên là nhóm VA (ns2np3). Vậy: ms = +1/2; l = 1 ; m = +1 suy ra: n = 4,5 – 2,5 = 2. Vậy X là Nitơ ( 1s22s22p3) Công thức cấu tạo các hợp chất và dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm: NH3 : N có trạng thái lai hoá sp3. N H

0,25 0,25 0,25 0,25

H H

b> Xét phản ứng ở 5000C: 2NOCl  2NO + Cl2 Kp = 1,63.10-2 Ở trạng thái cân bằng có: PNOCl = 0,643 atm, PNO = 0,238 atm. Vậy dựa và 2  PNOCl   = 0,119 atm. biểu thức Kp ta có: PCl2 = Kp.   PNO  Nếu thêm vào bình một lượng Cl2 để PNOCl = 0,683 atm thì PNO = 0,238 – 0,04= 0,198 atm và PCl2 = 0,194 atm.

0,25 0,25 0,25 0,25

Câu 4: (2 điểm) Ở điều kiện chuẩn, entanpi phản ứng và entropi của các chất có giá trị như sau: Số thứ tự Phản ứng ∆H0298(kJ) 1 2NH3 + 3N2O ⇔ 4N2 + 3H2O -1011 2 N2O + 3H2 ⇔ N2H4 + H2O -317 ⇔ 3 2NH3 + ½ O2 N2H4 + H2O -143 4 H2 + ½ O2 ⇔ H2O -286 S0298(N2H4) = 240 J/mol. K S0298(H2O) = 66,6 J/mol. K S0298(N2) = 191 J/mol. K S0298(O2) = 205 J/mol. K 0 a) Tính entanpi tạo thành của ∆H 298 của N2H4, N2O và NH3, S0298 b) Viết phương trình của phản ứng cháy hiđrazin tạo thành nước và nitơ c) Tính nhiệt phản ứng cháy đẳng áp ở 298K và tính ∆G0298 và tính hằng số cân bằng K d) Nếu hỗn hợp ban đầu gồm 2 mol NH3 và 0,5 mol O2 thì nhiệt pảhn ứng 3 ở thể tích không đổi là bao nhiêu? Đáp án câu 4: a) Ta có –(1) + 3(2) + (3) – (4) → 4N2 + 8H2 ⇔ 4N2H4 0,5 điểm 0 ∆H 298 = 1011 + 3.(-317) + ( -143) + 286 = 203kJ → N2 + 2H2 ⇔ N2H4 0,25 điểm ∆H0298 = 50,8kJ / mol 0 * Từ 2 : 0 + ∆H 298 (N2O) – 50,8 + 286 = 317 → ∆H0298 (N2O) = 81,88kJ / mol 0,25 điểm * Từ 3: 50,8 – 286 -2. ∆H0298 (NH3) = -143 → ∆H0298 (NH3) = -45,6 kJ / mol 0,25 điểm b) N2H4 + O2 ⇔ N2 + 2H2O 0,125 điểm 0 c) ∆H 298 = -2.286 -50,8 = -623 kJ 0,25 điểm 0 S = 191 + 2.66,6 – 205 – 240 = 121 J/K ∆ 298 ∆G0298 = ∆H0298 + T. ∆S0298 = -623 + 298.121 = -587kJ 587000 0,25 điểm K = e 8,314 .298 = e 237 = 10 103

d) ∆H = ∆U + p. ∆v = ∆U + ∆nRT ∆U = ∆H - ∆nRT trong đó ∆n = 1 – 2,5 = -1,5 ∆U = -143000 + 1,5. 8,314. 298 = -139kJ

0,375 điểm

Câu 5: (2,75 điểm) 83,3g một hỗn hợp hai nitrat A(NO3)2 và B(NO3)2 ( A là kim loại kiềm thổ, B là kim loại d) được nung tới khi tạo thành những oxít, thể tích hỗn hợp khí thu được gồm: NO2 và O2 là 26,88 lít (0oC, 1 atm). Sau khi cho hỗn hợp này qua dung dịch NaOH dư thì thể tích hỗn hợp khí giảm 6 lần. a. A, B là những kim loại nào? b. Thành phần trăm hỗn hợp nitrat theo số mol c. Nếu nung ở nhiệt độ cao hơn thì có thể thu được muối gì? ĐÁP ÁN a. n (NO2 + O2) = 26,88/1,2 n O2 = 1,2/6 = 0,2; n NO2= 1 mol Thành phần trăm của NO2 = 100/1,2 = 83,3% 1 điểm Thành phần trăm của O2 = 0,2 x 100/1,2 = 16,7% Suy ra tỉ lệ NO2 : O2 = 5:1 Phương trình phản ứng: 2Me (NO3)2 = 2Me O + 4NO2 + O2; nNO2 : nO2 = 4 : 1. Như vậy, O2 oxi hóa BO thành B2Ox ; Các phương trình phản ứng: 2A(NO3)2 = 2AO + 4 NO2 + O2; a a 2ª 0,5a 2B(NO3)2 = 2BO + 4 NO2 + O2; b b 2b 0,5b n O2 =1x 1/4 -0,2 = 0,05 mol 2BO + (x-2)/2 O2 = B2Ox b b(x-0,2)/4 1 điểm b(x-0,2)/4 = 0,05  b = 0,2/(x-2); Me (NO3)2 2 NO2 Khối lượng mol trung bình của muối: 83,5/0,5= 167g/mol. Khối lượng mol nguyên tử kim loại (Me) 167- 124 = 43g/mol  A là Ca (MA = 40g/mol) Khối lượng trung bình của muối M= (40a + bMB )/0,5; 2a + 2b = 1 a = (1-2b)/2 = 0,5 - 0,2/(x-2) = (0,5x- 1,2)/(x-2) [40 (0,5x -1,2) + 0,2MB]/ (x-2)0,5 = 43 x = 4; MB = 55g/mol  B là Mn. b. a = 0,4; b = 0,1 ; 0,25 điểm % Ca(NO3)2= 0,4 x 100/0,5 = 80% 0,25 điểm % Mn(NO3)2= 20% c. Nếu nung ở nhiệt độ cao , ta có phương trình: xCaO + MnO2 = CaxOx-1 .MnO3 (1≤ x ≤ 4), Manganat kiềm. 0,25 điểm Câu 6: (2,25 điểm) Thực hiện các chuyển hoá sau bằng phương trình phản ứng:

+B

− H 2O + O2 + H2 PBr3 CuO , t → (C)  Etilen  → (A)  → (D)   → (E)  → (F)  → (G) → (B)  OH − Br 2 + IBr  → (H) (I) ←  as 0

Biết (F) là CH3-CH2-CH2-COOH Đáp án: (2,25 điểm) . Mỗi phương trình phản ứng cho 0,25 điểm Thực hiện các chuyển hoá : H+ CH2=CH2 + HOH  → CH3-CH2OH 0 + CuO ,t CH3-CH2OH  → CH3-CH=O OH − 2CH3-CH=O  → CH3-CH(OH)-CH2-CH=O − H 2O CH3-CH(OH)-CH2-CH=O  → CH3-CH=CH-CH=O O2 CH3-CH=CH-CH=O → CH3-CH=CH-COOH + H2 CH3-CH=CH-COOH  → CH3-CH2-CH2-COOH PBr3 CH3-CH2-CH2-COOH  → CH3-CH2-CHBr-COOH Br2 → CH3-CHBr-CH2-COOH CH3-CH2-CH2-COOH  as IBr CH3-CH=CH-COOH → CH3-CHBr-CHI-COOH

(A) (B) (C) (D) (E) (F) (G) (H) (I)

Câu 7: (2,5 điểm) Hai hợp chất thơm A và B đều có công thức phân tử CnH2n-8O2. Hơi B có khối lượng riêng 5,447 g/l (đktc). A có khả năng phản ứng với kim loại Na giải phóng H 2 và có phản ứng tráng gương. B phản ứng được với Na2CO3 giải phóng khí CO2 . a) Viết công thức cấu tạo của A,B. b) A có 3 đồng phân A1 ; A2 ; A3 , trong đó A1 là đồng phân có nhiệt độ sôi nhỏ nhất. Xác định công thức cấu tạo của A1 , giải thích. c) Viết sơ đồ chuyển hoá o-crezol thành A1 ; toluen thành B. Đáp án MB = 5,447.22,4 = 122 (g) => CTPT của A,B: C7H6O2 A + Na  → H2 => A có nhóm -OH. NH 3 A + AgNO3  → Ag => A có nhóm -CH=O ( 0,5 điểm) a)CTCT của A: ( 0,5 điểm) CH=O CH=O CH=O OH OH COOH B + Na2CO3  → CO2 CH=O b) A1 là: OH

OH

=> B là axit: vì A1 có liên kết hiđro nội phân tử làm giảm nhiệt độ sôi.

Tính axit của B mạnh hơn axit CH3-COOH vì nhóm -C6H5 là nhóm hút e. ( 0,5 điểm) c) Sơ đồ phản ứng từ o-crezol thành A1: ( 1,0 điểm )

CH3 OH + Cl2  → as

CH2Cl OH + NaOH → t0

CH2OH OH + CuO  → t0

CH=O OH

Từ toluen  → B: CH3

COOH 0

+ KMnO4 ( t )  →

Câu 8: (1,5 điểm) Inden C9H8 được tách từ nhựa than đá, có phản ứng với KMnO4 và làm mất màu dung dịch Br2 trong CCl4. Tiến hành hidro hoá có xúc tác trong điều kiện êm dịu sẽ nhận được Indan và trong điều kiện mạnh hơn thì được bixiclo [4,3,0] nonan. Khi oxi hoá Inden sẽ thu được axit phtalic. Viết công thức cấu trúc của Inden, Indan và bixiclo [4,3,0] nonan. Đáp án Inden có CTPT C9H8 cho thấy phân tử có độ bất bảo hòa Δ= 6. Có phản ứng với 0,25 KMnO4 và làm mất màu dung dịch Br2 trong CCl4, chứng tỏ trong phân tử Inden có chứa liên kết bội kém bền. Khi hidro hoá Inden trong điều kiện êm diệu thu được Indan (C 9H10) còn trong 0,25 điều kiện mạnh hơn thì được bixiclo [4,3,0] nonan. Như vậy phân tử Inden có chứa một liên kết π kém bền, 2 vòng và 3 liên kết π bền vững hơn (vì Δ= 6) 0,25 CTCT Inden: 0,25 CTCT Indan: 0,25 + H2  0,25 + 4H2  Câu 9: (2,5 điểm) Công thức đơn giản nhất của chất M là (C3H4O3)n và chất N là (C2H3O3)m . Hãy tìm công thức phân tử của M,N biết M là một axit no đa chức, N là một axit no chứa đồng thời nhóm chức -OH; M và N đều mạch hở. Viết công thức cấu tạo của N.

Đáp án Xác định CTPT M, N và CTCT của N *CTĐGN của M là (C3H4O3)n ⇔C 3nH 4O n 3n⇔C

3n −

hay: C 3nH 5n(COOH) 3n; Vì M axit no, nên ta có: 2 2 2 5n 3n 3n =2 +2− ⇒n =2 2 2 2

3nH 3n(COOH) 4n − 2 2

(0,5điểm)

⇒ CTPT của M: C6H8O6 hay C3H5(COOH)3 (0,5điểm)

*CTĐGN của N là (C2H3O3)m ⇔ C 2m H 3mO 3mhay: C2m − y (0,5điểm)

3m H−x − y

y x (OH) (COOH)

với x+ 2y = 3m (I); Vì N cũng là 1

axit no, nên ta có: 3m − x − y = 2(2m − y ) + 2 − x − y ⇒ m = 2 y − 2 (II) Do x ≤ 2m − y ( Số nhóm -OH không thể lớn hơn số ngtử C trong gốc H-C) Khi x=2m-y, từ (I-II) ⇒ m=2; y=2; x=2. Vậy CTPT N: C4H6O6 (0,5điểm) CTCT của N: HOOC-CH-CH-COOH (axit tactric) (0,5điểm) OH OH Chú ý: * - Thiếu cân bằng hoặc thiếu điều kiện trừ ½ điểm của 1 phương trình. - Thí sinh có thể giải theo hướng khác nhưng đúng vẫn cho điểm tối đa.