De Thi Hsg Hoa_baclieu
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View De Thi Hsg Hoa_baclieu as PDF for free.
More details
- Words: 4,820
- Pages: 12
SỞ GD&ĐT BẠC LIÊU
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 - NĂM 2009
Đề thi đề nghị (Gồm 9 câu)
Môn: Hóa học Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
ĐỀ: Câu I: (2,5 đ) 1. Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 a.Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 104,39
RT F ln = 0,0592 lg Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 kJ (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: 1
(5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K 2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D 135 0 C H+ H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl 4
CH3COOAg
H
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ? ---Hết---
SỞ GD&ĐT BẠC LIÊU
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 - NĂM 2009
Đề thi đề nghị (Gồm 9 câu)
Môn: Hóa học Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) 2
HƯỚNG DẪN CHẤM: Câu I: (2,5 đ) 1. Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 a.Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 104,39
RT F ln = 0,0592 lg Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 kJ (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. 3
a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K 2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D + 0 135 C H H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl 4
CH3COOAg
H
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ?
SỞ GD&ĐT BẠC LIÊU
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 NĂM HỌC 2007-2008 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Môn thi: HÓA HỌC
Câu I: (2,5 đ) 1.Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 4
a. Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42 Hướng dẫn giải: 1a ( 0,5 đ) + 1b ( 0,5 đ) + 1c ( 0,5 đ) + 2 ( 1 đ) 1.a. Ở phân tử COX2 , khi tăng kich thước và giảm độ âm điện của X làm giảm độ bền của liên kết C-X . Do đó phân tử COI2 rất không bền , và không tồn tại . 1.b. Phân tử COX2 phẳng, nguyên tử trung tâm C ở trạng thái lai hoá sp2
X O=C X o
o
Gốc OCX > 120 còn góc XCX < 120 vì liên kết C=O là liên kết đôi, còn liên kết C-X là liên kết đơn.Khi độ âm điện của X tăng thì cặp electron liên kết bị hút mạnh về phía X. Do đó góc XCX gỉam, góc OCX tăng. 1.c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường ta có phản ứng:
COCl2 + 4 NaOH
Na2CO3 + 2 NaCl + 2 H2O
2. Phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong mạng tinh thể cũng chính là phần thể tích mà các nguyên tử chiếm trong một tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở). - Đối với mạng đơn giản: 1 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x = 1 8 + Gọi r là bán kính của nguyên tử kim loại, thể tích V1 của 1 nguyên tử kim loại là: 4 V1 = x π r3 (1) 3 + Gọi a là cạnh của tế bào, thể tích của tế bào là: V2 = a3 (2) Trong tế bào mạng đơn giản, tương quan giữa r và a được thể hiện trên hình sau: r a a hay a = 2r (3). Thay (3) vào (2) ta có: V2 = a3 = 8r3 (4) Phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong tế bào là: V1 4 π π r3 : 8r3 = = = 0,5236 V2 3 6 -Đối với mạng tâm khối: 1 4 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x + 1 = 2. Do đó V1 = 2 x ( ) π r3 . 8 3 + Trong tế bào mạng tâm khối quan hệ giữa r và a được thể hiện trên hình sau:
5
Do đó: d = a 3 = 4r. Suy ra a = 4r/ 3 Thể tích của tế bào: V2 = a3 = 64r3/ 3 3 Do đó phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong tế bào là: V1 8π r 3 3 3 = = 0,68 V2 3 x 64 r 3 Đối với mạng tâm diện: 1 1 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x + 6 x = 4. Do đó thể tích của các nguyên tử trong 8 2 tế bào là: 4 V1 = 4 x π r3 3 + Trong tế bào mạng tâm diện quan hệ giữa bán kính nguyên tử r và cạnh a của tế bào được biểu diễn trên hình sau: d
a
Từ dó ta có: d = a 2 = 4r, do đó a = 4r/ 2 Thể tích của tế bào: V2 = a3 = 64r3/2 2 Phần thể tích bị các nguyên tử chiếm trong tế bào là: V1 16π r 3 2 3 = = 0,74 V2 3x 64 r 3 Như vậy tỉ lệ phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong 1 tế bào của các mạng đơn giản, tâm khối và tâm diện tỉ lệ với nhau như 0,52 : 0,68 : 0,74 = 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) = 1 ( 1 đ ) + 2 ( 1đ ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? Hướng dẫn giải: Khoáng chất đen: MnO2 mangandioxit. Các phản ứng xảy ra:
3MnO2 + 6KOH + KClO3 = 3K2MnO4 + 3H2O + KCl
(1)
3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
(2)
2KOH + CO2 = K2CO3
(3) 6
Phản ứng này làm cân bằng (2) chuyển dịch dần sang phải: 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl ®iÖn 2K2MnO4 + 2H2O ph©n 2KMnO4 + 2KOH + H2 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 10 4,39
RT F ln = 0,0592 lg Hướng dẫn giải: 1. CoCl2 Co2+ + 2Cl– 0,0100 M ----0,0100 M Tạo phức của ion coban với NH3 Co2+ + 6 NH3 Co(NH3)62+ 0,0100 M 0,3600M ----0,3000 M 0,0100 M
β
;
2
= 104,39
Oxi hóa¸ Co(NH3)62+ bởi H2O2. 2 × Co(NH3)62+ Co(NH3)63+ + e − H2O2 + 2e 2OH 2 Co(NH3)6
2+
+ H 2 O2
2 Co(NH3)6
3+
2 (0,94 – o E2 )
−
+ 2OH ; K = 10
0,0592
Thế khử chuẩn của cặp Co(NH3)63+/Co(NH3)62+ : Co(NH3)63+ Co3+ + e Co2+ + 6 NH3
Co3+ + 6 NH3 Co2+ Co(NH3)62+
Co(NH3)63+ + e
Co(NH3)62+
β 1–1 K1 = 10 β 2
0,0592
;
K2 = 10
0,0592
–1
oE
β
o 1 2 2 = E 1 + 0,0592 lg β o E2 = 1,84 + 0,0592 (4,39 − 35,16) = 0,0184 (V)
K2 = K 1 × β
× β
2 (0,94 – o E2 )
K = 10
=
oE
; ; ;
oE
1
2
2 1
1031
0,0592
−
2 Co(NH3)62+ + H2O2 2 Co(NH3)63+ + 2OH ; K = 1031 0,0100M 0,0030M 0,0040M ----0,0060M 0,0060 M Thành phần giới hạn hỗn hợp A Co(NH3)62+ 0,0040 M
(1)
Co(NH3)63+ 0,0060 M
NH3 0,3000 M
(1)
−
OH 0,0060 M
Tìm pH của dung dịch: 7
Sự phân li của các phức chất trong dung dịch không lớn vì β lớn và có NH3 dư. Tính pH theo cân bằng: C [ ]
NH3 + 0,3000 (0,3000 - x)
H2O
NH4+ x
+
−
OH 6.10-3 -3 (6.10 + x)
(2)
− x (0,0060 += 10−4,76 x = 7,682.10 4 << 0,3000 M x) − −3 [OH ] = 6,768.10 pH = 11,8305 0,3000 - x => pOH = 2, 1695
Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Hướng dẫn giải: a) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 dC 1 dC 1 dC ν phản ứng = − × N2O5 = + × NO2 = + O2 (1) 2 dt 4 dt dt nN2O5 0,1 P b) pi V = ni RT → C N2O5 = = i = 0, 082 × 298 = 4,092.10-3(mol.l-1) V RT ν phản ứng = k C N2O5 = 1,73.10-5 × 4,092.10-3 = 7,079. 10-8 mol. l-1.s-1. Từ phương trình 2N2O5 (k) ⇌ 4NO2 (k) + O2 (k) và phương trình tốc độ (1) nên ν tiêu thụ (N2O5) = −
dC N O
2 5
dt
= −2V phản ứng = − 2× 7,079. 10-8= −1,4158.10-7mol.l-1.s-1.
Dấu trừ để chỉ N2O5 bị mất đi. ν hình thành (NO2)= 4ν phàn ứng = 4 × 7,079. 10-8 = 2,831.10-7 mol.l-1.s-2. ν hình thành (O2) = ν phàn ứng = 7,079. 10-8 mol.l-1.s-2 c. Số phân tử N2O5 bị phân hủy = ν tiêu thụ (N2O5) × Vbình × t × N0(số avogadrro) = 1,4158.10-7 × 0,1 × 1 × 6,023.1023 = 8,5274.1015 phân tử
Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) (4) O2 (k) → 2 O (k) Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Hướng dẫn giải: Kết hợp 2 pt (1) và (3) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) → 1/2 Cl2O7 (k) 1/2 Cl2O7 (k) → ClO3 (k) + 1/2 O (k)
ΔH0 ΔH0 ΔH0 ΔH0
= - 75,7 kJ = 106,7 kJ = - 278 kJ = 498,3 kJ.
ΔH0 = - 37,9 kJ ΔH0 = 139 kJ
8
(6) ClO2 (k) + 1/2 O3 (k)
→
ClO3 (k) + 1/2 O (k)
ΔH0 = 101,1 kJ
Kết hợp 2 pt (6) và (2) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) 1/2 O2 (k) + 1/2 O (k)
→ →
ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O3 (k)
ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = -53,3 kJ
(7) ClO2 (k) + 1/2 O2 (k)
→
ClO3 (k)
ΔH0 = 47,8 kJ
→ →
ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O2 (k)
Kết hợp 2 pt (7) và (4) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) O (k)
ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = - 249,1 kJ
(5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k) ΔH0 = - 201,3 kJ. Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Hướng dẫn giải: 2−
3. a) Phản ứng chuẩn độ: Cr2O 7 + 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 3.10-4mol 18.10-4mol 18.10-4mol nFeSO 4 (ban đầu) = 5.10-4 mol 18.10−4 − 5.10−4 = 0,026 M 2 4 3 CFe (SO ) = 2 x 0,025 −
b) Trong dd A có: Fe2+ 0,020 M; Fe3+ 0,052M; H+ (C, M); HSO 4 (C, M); các cân bằng: + 2 H2 O Kw = 10-14 (1) H3O + OH + + -5,96 Fe2+ + 2 H2O (2) FeOH + H3O Ka1 = 10 3+ 2+ + -2,17 Fe + 2 H2O (3) FeOH + H3O Ka2 = 10
− 2− HSO 4 + H2O + H3O+ Ka = 10-1,99 (4). SO 4 So sánh ta thấy (3) và (4) là chủ yếu và tương đương nhau. Áp dụng đ/luật bảo toàn proton, ta có 2−
+
[H3O+] = CH + [FeOH2+] + [SO 4 ] 2+
(a) +
2+
3+
Từ (3) có [FeOH ] / [Fe ] = Ka2 / [H3O ] → [FeOH ] / CFe = Ka2 / Ka2 + [H3O+] 3+ = 10-2,17 / (10-2,17 + 10-1,07) → [FeOH2+] = 0,0736 CFe = 0,0736 . 0,052 = 3,8272.10-3M 2− − T/ tự, từ (4) có [SO 4 ] / [HSO 4 ] = Ka / [H3O+] 2−
3+
−
2−
→ [SO 4 ] / CHSO 4 = 10-1,99/ (10-1,99 + 10-1,07) → [SO 4 ] = 0,107 C; 3+
P/ trình (a) trở thành [H3O+] = C + 0,0736 CFe + 0,107 C
(b).
9
10−1 − 3.8272 x10−3 Từ (b) CH SO = C = = 0,08743M → CH 2 SO 4 = C = 0,08743 M. 1 + 0,1 Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. 2
4
Hướng dẫn giải:
+ CH2=CH-CH2-MgBr
+ CH2 =CH-CH =O
thuû ph© n
AN céng 1, 4
H3O+
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2-OMgBr B
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH-OH
tautome ho¸
C
CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH=O D
Hoặc: CH2=CH-CH2-MgBr AN H2O + CH2=CH-CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH2-CH-CH=CH2 céng 1, 2 -MgBr(OH) CH2=CH-CH=O B OMgBr C OH Hç biÕn
o
C
OH
t ChuyÓn vÞ 3, 3
C6H5 H OLi
OH H2O
H
xeto-enol
D C6H5 H E OH
O
C6H5Li AN
VÕt iot, to - H2O
F
C6H5
,
F có cấu hình E bền hơn cấu hình Z Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Hướng dẫn giải: 1. Trong lõi ngô và vỏ trấu có chứa pentozan,khi đun nóng với dung dịch HCl 12% chuyển thành pentozơ rồi tách nước cho fufurol
10
CHO - 3H2O (CHOH)3
(C5H8O4)n HCl 12%
O
CH2OH 2 O A
CHO
O C COOK
O b.
KOH
H3O+
O
A(C5H4O2)
CH2OH
COOK
O
COOH B
O
COOH +
CHO
CH2OH
O
H+
COOCH2
O
O
c. Để nitro hoá A cần phải bảo vệ nhóm anđehit bằng (CH3CO)2O (CH3CO)2O
CHO
O
CH(OCOCH3)2
O
Thực hiện phản ứng nitro hoá, sau đó thuỷ phân để phục hồi nhóm -CHO CH(OCOCH3)2
O
HNO3
O2N
O
CH(OCOCH3)2
H3O+
O2N
O
CHO D
Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D + 0 135 C H H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl CH3COOAg
4
H
Hướng dẫn giải: COOH
COOH
C
COOCH3 HO
+
COOH
C HO CH3COO
COOCH3
CH3COO
CH3COO
COOCH3
CH3COO D
E
HO
COOH
HO Br
HO
COOH
O F
OH
G
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ? 11
Hướng dẫn giải: Các sản phẩm oxi hoá D-glucozơ và các lacton của tương ứng. O COOH
CHO
OH
OH HO OH OH CH2OH HNO3
COOH OH HO OH OH COOH
C
Br2
HO
H2O
OH
O OH
O
OH OH
D- -gluconolacton
O
OH
HO
CH2OH
CH2OH axit gluconic COOH OH O
CH2OH OH O
OH
OH COOH O OH HO
OH O
O O
O O
OH 1,4-lacton cña axit glucaric 1,4:3,6-dilactoncña axit glucaric 3,6-lacton cña axit glucaric OH
---Hết---
12
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 - NĂM 2009
Đề thi đề nghị (Gồm 9 câu)
Môn: Hóa học Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề)
ĐỀ: Câu I: (2,5 đ) 1. Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 a.Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 104,39
RT F ln = 0,0592 lg Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 kJ (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: 1
(5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K 2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D 135 0 C H+ H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl 4
CH3COOAg
H
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ? ---Hết---
SỞ GD&ĐT BẠC LIÊU
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 - NĂM 2009
Đề thi đề nghị (Gồm 9 câu)
Môn: Hóa học Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) 2
HƯỚNG DẪN CHẤM: Câu I: (2,5 đ) 1. Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 a.Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 104,39
RT F ln = 0,0592 lg Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 75,7 kJ (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) ΔH0 = 106,7 kJ (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) ΔH0 = - 278 kJ (4) O2 (k) → 2 O (k) ΔH0 = 498,3 kJ. Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. 3
a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K 2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D + 0 135 C H H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl 4
CH3COOAg
H
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ?
SỞ GD&ĐT BẠC LIÊU
KỲ THI HSG ĐBSCL LẦN THỨ 16 NĂM HỌC 2007-2008 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI ĐỀ NGHỊ Môn thi: HÓA HỌC
Câu I: (2,5 đ) 1.Trong số các hợp chất cacbonyl halozenua COX2 , người ta chỉ có thể điều chế được 3 chất cacbonyl halozenua là : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 4
a. Vì sao không điều chế được COI2 ? b. So sánh góc liên kết của các phân tử cacbonyl halozenua trên ? c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường.Viết phương trình phản ứng xảy ra ? 2. Hãy chứng minh rằng phần thể tích bị chiếm bởi các đơn vị cấu trúc (các nguyên tử) trong mạng tinh thể kim loại thuộc các hệ lập phương đơn giản, lập phương tâm khối, lập phương tâm diện tăng theo tỉ lệ 1 : 1,31 : 1,42 Hướng dẫn giải: 1a ( 0,5 đ) + 1b ( 0,5 đ) + 1c ( 0,5 đ) + 2 ( 1 đ) 1.a. Ở phân tử COX2 , khi tăng kich thước và giảm độ âm điện của X làm giảm độ bền của liên kết C-X . Do đó phân tử COI2 rất không bền , và không tồn tại . 1.b. Phân tử COX2 phẳng, nguyên tử trung tâm C ở trạng thái lai hoá sp2
X O=C X o
o
Gốc OCX > 120 còn góc XCX < 120 vì liên kết C=O là liên kết đôi, còn liên kết C-X là liên kết đơn.Khi độ âm điện của X tăng thì cặp electron liên kết bị hút mạnh về phía X. Do đó góc XCX gỉam, góc OCX tăng. 1.c. Sục khí COCl2 qua dung dịch NaOH ở nhiết độ thường ta có phản ứng:
COCl2 + 4 NaOH
Na2CO3 + 2 NaCl + 2 H2O
2. Phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong mạng tinh thể cũng chính là phần thể tích mà các nguyên tử chiếm trong một tế bào đơn vị (ô mạng cơ sở). - Đối với mạng đơn giản: 1 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x = 1 8 + Gọi r là bán kính của nguyên tử kim loại, thể tích V1 của 1 nguyên tử kim loại là: 4 V1 = x π r3 (1) 3 + Gọi a là cạnh của tế bào, thể tích của tế bào là: V2 = a3 (2) Trong tế bào mạng đơn giản, tương quan giữa r và a được thể hiện trên hình sau: r a a hay a = 2r (3). Thay (3) vào (2) ta có: V2 = a3 = 8r3 (4) Phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong tế bào là: V1 4 π π r3 : 8r3 = = = 0,5236 V2 3 6 -Đối với mạng tâm khối: 1 4 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x + 1 = 2. Do đó V1 = 2 x ( ) π r3 . 8 3 + Trong tế bào mạng tâm khối quan hệ giữa r và a được thể hiện trên hình sau:
5
Do đó: d = a 3 = 4r. Suy ra a = 4r/ 3 Thể tích của tế bào: V2 = a3 = 64r3/ 3 3 Do đó phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong tế bào là: V1 8π r 3 3 3 = = 0,68 V2 3 x 64 r 3 Đối với mạng tâm diện: 1 1 + Số nguyên tử trong 1 tế bào: n = 8 x + 6 x = 4. Do đó thể tích của các nguyên tử trong 8 2 tế bào là: 4 V1 = 4 x π r3 3 + Trong tế bào mạng tâm diện quan hệ giữa bán kính nguyên tử r và cạnh a của tế bào được biểu diễn trên hình sau: d
a
Từ dó ta có: d = a 2 = 4r, do đó a = 4r/ 2 Thể tích của tế bào: V2 = a3 = 64r3/2 2 Phần thể tích bị các nguyên tử chiếm trong tế bào là: V1 16π r 3 2 3 = = 0,74 V2 3x 64 r 3 Như vậy tỉ lệ phần thể tích bị chiếm bởi các nguyên tử trong 1 tế bào của các mạng đơn giản, tâm khối và tâm diện tỉ lệ với nhau như 0,52 : 0,68 : 0,74 = 1 : 1,31 : 1,42. Câu II: (3,0 đ) = 1 ( 1 đ ) + 2 ( 1đ ) 1. Hòa tan sản phẩm rắn của quá trình nấu chảy hỗn hợp bột một khoáng chất đen, kalihydroxit và kali clorat, thu được dung dịch A có màu lục đậm. Khi để trong không khí chuyển dần thành màu tím.Qúa trình đó còn chuyển nhanh hơn nếu sục khí clo vào dung dịch A hay khi điện phân dung dịch A . Hãy nêu tên khoáng chất? Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong các thí nghiệm trên? Hướng dẫn giải: Khoáng chất đen: MnO2 mangandioxit. Các phản ứng xảy ra:
3MnO2 + 6KOH + KClO3 = 3K2MnO4 + 3H2O + KCl
(1)
3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
(2)
2KOH + CO2 = K2CO3
(3) 6
Phản ứng này làm cân bằng (2) chuyển dịch dần sang phải: 2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl ®iÖn 2K2MnO4 + 2H2O ph©n 2KMnO4 + 2KOH + H2 2.Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M ; NH3 0,3600 M và − H2O2 3,00.10 3 M. a.. Tìm thành phần giới hạn của dung dịch A ? b. Tìm pH của dung dịch A ? Cho: pKa: NH4+ 9,24 − Eo: Co3+/Co2+ 1,84V; H2O2/2OH 0,94V; Ag+/Ag 0,799V. Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+ ; β 1 = 10 35,16 Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+ ; β 2 = 10 4,39
RT F ln = 0,0592 lg Hướng dẫn giải: 1. CoCl2 Co2+ + 2Cl– 0,0100 M ----0,0100 M Tạo phức của ion coban với NH3 Co2+ + 6 NH3 Co(NH3)62+ 0,0100 M 0,3600M ----0,3000 M 0,0100 M
β
;
2
= 104,39
Oxi hóa¸ Co(NH3)62+ bởi H2O2. 2 × Co(NH3)62+ Co(NH3)63+ + e − H2O2 + 2e 2OH 2 Co(NH3)6
2+
+ H 2 O2
2 Co(NH3)6
3+
2 (0,94 – o E2 )
−
+ 2OH ; K = 10
0,0592
Thế khử chuẩn của cặp Co(NH3)63+/Co(NH3)62+ : Co(NH3)63+ Co3+ + e Co2+ + 6 NH3
Co3+ + 6 NH3 Co2+ Co(NH3)62+
Co(NH3)63+ + e
Co(NH3)62+
β 1–1 K1 = 10 β 2
0,0592
;
K2 = 10
0,0592
–1
oE
β
o 1 2 2 = E 1 + 0,0592 lg β o E2 = 1,84 + 0,0592 (4,39 − 35,16) = 0,0184 (V)
K2 = K 1 × β
× β
2 (0,94 – o E2 )
K = 10
=
oE
; ; ;
oE
1
2
2 1
1031
0,0592
−
2 Co(NH3)62+ + H2O2 2 Co(NH3)63+ + 2OH ; K = 1031 0,0100M 0,0030M 0,0040M ----0,0060M 0,0060 M Thành phần giới hạn hỗn hợp A Co(NH3)62+ 0,0040 M
(1)
Co(NH3)63+ 0,0060 M
NH3 0,3000 M
(1)
−
OH 0,0060 M
Tìm pH của dung dịch: 7
Sự phân li của các phức chất trong dung dịch không lớn vì β lớn và có NH3 dư. Tính pH theo cân bằng: C [ ]
NH3 + 0,3000 (0,3000 - x)
H2O
NH4+ x
+
−
OH 6.10-3 -3 (6.10 + x)
(2)
− x (0,0060 += 10−4,76 x = 7,682.10 4 << 0,3000 M x) − −3 [OH ] = 6,768.10 pH = 11,8305 0,3000 - x => pOH = 2, 1695
Câu III: (2,0 đ) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.10-5s-1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy? Hướng dẫn giải: a) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 dC 1 dC 1 dC ν phản ứng = − × N2O5 = + × NO2 = + O2 (1) 2 dt 4 dt dt nN2O5 0,1 P b) pi V = ni RT → C N2O5 = = i = 0, 082 × 298 = 4,092.10-3(mol.l-1) V RT ν phản ứng = k C N2O5 = 1,73.10-5 × 4,092.10-3 = 7,079. 10-8 mol. l-1.s-1. Từ phương trình 2N2O5 (k) ⇌ 4NO2 (k) + O2 (k) và phương trình tốc độ (1) nên ν tiêu thụ (N2O5) = −
dC N O
2 5
dt
= −2V phản ứng = − 2× 7,079. 10-8= −1,4158.10-7mol.l-1.s-1.
Dấu trừ để chỉ N2O5 bị mất đi. ν hình thành (NO2)= 4ν phàn ứng = 4 × 7,079. 10-8 = 2,831.10-7 mol.l-1.s-2. ν hình thành (O2) = ν phàn ứng = 7,079. 10-8 mol.l-1.s-2 c. Số phân tử N2O5 bị phân hủy = ν tiêu thụ (N2O5) × Vbình × t × N0(số avogadrro) = 1,4158.10-7 × 0,1 × 1 × 6,023.1023 = 8,5274.1015 phân tử
Câu IV: (2,0 đ) Cho các phương trình nhiệt hóa học sau đây: (1) 2 ClO2 (k) + O3 (k) → Cl2O7 (k) (2) O3 (k) → O 2 (k) + O (k) (3) 2 ClO3 (k) + O (k) → Cl2O7 (k) (4) O2 (k) → 2 O (k) Hãy xác định nhiệt của phản ứng sau: (5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k). Hướng dẫn giải: Kết hợp 2 pt (1) và (3) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) → 1/2 Cl2O7 (k) 1/2 Cl2O7 (k) → ClO3 (k) + 1/2 O (k)
ΔH0 ΔH0 ΔH0 ΔH0
= - 75,7 kJ = 106,7 kJ = - 278 kJ = 498,3 kJ.
ΔH0 = - 37,9 kJ ΔH0 = 139 kJ
8
(6) ClO2 (k) + 1/2 O3 (k)
→
ClO3 (k) + 1/2 O (k)
ΔH0 = 101,1 kJ
Kết hợp 2 pt (6) và (2) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) 1/2 O2 (k) + 1/2 O (k)
→ →
ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O3 (k)
ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = -53,3 kJ
(7) ClO2 (k) + 1/2 O2 (k)
→
ClO3 (k)
ΔH0 = 47,8 kJ
→ →
ClO3 (k) + 1/2 O (k) 1/2 O2 (k)
Kết hợp 2 pt (7) và (4) ta có ClO2 (k) + 1/2 O3 (k) O (k)
ΔH0 = 101,1 kJ ΔH0 = - 249,1 kJ
(5) ClO2 (k) + O (k) → ClO3 (k) ΔH0 = - 201,3 kJ. Câu V: (2,0 đ) Dung dịch A gồm FeSO4 0,020 M; Fe2(SO4)3 và H2SO4. a. Lấy chính xác 25,00 ml dung dịch A, khử Fe 3+ thành Fe2+; chuẩn độ Fe2+ trong hỗn hợp (ở điều kiện thích hợp) hết 15 ml K2Cr2O7 0,02 M. Hãy viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ. Tính nồng độ M của Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. b.Tính nồng độ M của H2SO4 trong dung dịch A, biết dung dịch này có pH = 1,00. Cho pKa: HSO4- 1,99; 2+ + Fe3+ + H2O FeOH + H pKa = 2,17; + + Fe2+ + H2O FeOH + H pKa = 5,69. Eo : Fe3+/ Fe2+ 0,771 V; Ag+/Ag 0,799 V; (RT/F)ln = 0,0592 lg. Hướng dẫn giải: 2−
3. a) Phản ứng chuẩn độ: Cr2O 7 + 6 Fe2+ + 14 H+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 3.10-4mol 18.10-4mol 18.10-4mol nFeSO 4 (ban đầu) = 5.10-4 mol 18.10−4 − 5.10−4 = 0,026 M 2 4 3 CFe (SO ) = 2 x 0,025 −
b) Trong dd A có: Fe2+ 0,020 M; Fe3+ 0,052M; H+ (C, M); HSO 4 (C, M); các cân bằng: + 2 H2 O Kw = 10-14 (1) H3O + OH + + -5,96 Fe2+ + 2 H2O (2) FeOH + H3O Ka1 = 10 3+ 2+ + -2,17 Fe + 2 H2O (3) FeOH + H3O Ka2 = 10
− 2− HSO 4 + H2O + H3O+ Ka = 10-1,99 (4). SO 4 So sánh ta thấy (3) và (4) là chủ yếu và tương đương nhau. Áp dụng đ/luật bảo toàn proton, ta có 2−
+
[H3O+] = CH + [FeOH2+] + [SO 4 ] 2+
(a) +
2+
3+
Từ (3) có [FeOH ] / [Fe ] = Ka2 / [H3O ] → [FeOH ] / CFe = Ka2 / Ka2 + [H3O+] 3+ = 10-2,17 / (10-2,17 + 10-1,07) → [FeOH2+] = 0,0736 CFe = 0,0736 . 0,052 = 3,8272.10-3M 2− − T/ tự, từ (4) có [SO 4 ] / [HSO 4 ] = Ka / [H3O+] 2−
3+
−
2−
→ [SO 4 ] / CHSO 4 = 10-1,99/ (10-1,99 + 10-1,07) → [SO 4 ] = 0,107 C; 3+
P/ trình (a) trở thành [H3O+] = C + 0,0736 CFe + 0,107 C
(b).
9
10−1 − 3.8272 x10−3 Từ (b) CH SO = C = = 0,08743M → CH 2 SO 4 = C = 0,08743 M. 1 + 0,1 Câu VI: (2,0 đ) Anlylmagie bromua (A) phản ứng với acrolein tạo thành chất B, sau khi thủy phân B sẽ được sản phẩm C duy nhất. Đun nóng C nhận được chất D. Cho D phản ứng với C6H5Li thu được sản phẩm E. Đun nóng E khi có vết iot thì được F có công thức C12H14. 1. Hoàn thành sơ đồ dãy phản ứng trên (viết công thức cấu trúc của các chất hữu cơ trên từ C đến F). 2. Ghi kí hiệu cơ chế các giai đoạn của phản ứng dưới dạng các mũi tên trong sơ đồ, trử giai đoạn tạo thành F. 3. Cho biết cấu hình bền của F. 2
4
Hướng dẫn giải:
+ CH2=CH-CH2-MgBr
+ CH2 =CH-CH =O
thuû ph© n
AN céng 1, 4
H3O+
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2-OMgBr B
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH-OH
tautome ho¸
C
CH2=CH-CH2-CH2-CH2-CH=O D
Hoặc: CH2=CH-CH2-MgBr AN H2O + CH2=CH-CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH2-CH-CH=CH2 céng 1, 2 -MgBr(OH) CH2=CH-CH=O B OMgBr C OH Hç biÕn
o
C
OH
t ChuyÓn vÞ 3, 3
C6H5 H OLi
OH H2O
H
xeto-enol
D C6H5 H E OH
O
C6H5Li AN
VÕt iot, to - H2O
F
C6H5
,
F có cấu hình E bền hơn cấu hình Z Câu VII (2,5 điểm) Sau khi xử lí hỗn hợp lõi ngô hoặc vỏ trấu có chứa pentozan (C 5H8O4)n với dung dịch axit clohiđric 12% rồi tiến hành chưng cất, nhận được chất lỏng A (C5H4O2) màu vàng có mùi thơm. Cho A phản ứng với KOH rồi axit hóa thì nhận được B (C5H4O3) và C (C5H6O2). a. Viết phương trình phản ứng thuỷ phân pentozan tạo thành A và công thức của A, B, C. b. Viết phương trình phản ứng của B tác dụng với C khi có xúc tác axit. c. Hãy trình bày điều kiện nitro hoá A để nhận được D (C5H3NO4). Hướng dẫn giải: 1. Trong lõi ngô và vỏ trấu có chứa pentozan,khi đun nóng với dung dịch HCl 12% chuyển thành pentozơ rồi tách nước cho fufurol
10
CHO - 3H2O (CHOH)3
(C5H8O4)n HCl 12%
O
CH2OH 2 O A
CHO
O C COOK
O b.
KOH
H3O+
O
A(C5H4O2)
CH2OH
COOK
O
COOH B
O
COOH +
CHO
CH2OH
O
H+
COOCH2
O
O
c. Để nitro hoá A cần phải bảo vệ nhóm anđehit bằng (CH3CO)2O (CH3CO)2O
CHO
O
CH(OCOCH3)2
O
Thực hiện phản ứng nitro hoá, sau đó thuỷ phân để phục hồi nhóm -CHO CH(OCOCH3)2
O
HNO3
O2N
O
CH(OCOCH3)2
H3O+
O2N
O
CHO D
Câu VIII (2,0 điểm) Viết công thức theo câu trúc của sơ đồ phản ứng sau: axit propiolic CH3OH HCOOOH (CH3CO)2O d , dien S cis buta 13 A B C D + 0 135 C H H2O piridin NBS H2O F xiclohexanon E G + CCl CH3COOAg
4
H
Hướng dẫn giải: COOH
COOH
C
COOCH3 HO
+
COOH
C HO CH3COO
COOCH3
CH3COO
CH3COO
COOCH3
CH3COO D
E
HO
COOH
HO Br
HO
COOH
O F
OH
G
Câu IX (2,0 điểm) Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ bằng dung dịch brom và dung dịch HNO3 tạo thành hai axit tương ứng.Viết công thức Haworth các mono và di γ-lacton của hai axit ; gọi tên các lacton đó ? 11
Hướng dẫn giải: Các sản phẩm oxi hoá D-glucozơ và các lacton của tương ứng. O COOH
CHO
OH
OH HO OH OH CH2OH HNO3
COOH OH HO OH OH COOH
C
Br2
HO
H2O
OH
O OH
O
OH OH
D- -gluconolacton
O
OH
HO
CH2OH
CH2OH axit gluconic COOH OH O
CH2OH OH O
OH
OH COOH O OH HO
OH O
O O
O O
OH 1,4-lacton cña axit glucaric 1,4:3,6-dilactoncña axit glucaric 3,6-lacton cña axit glucaric OH
---Hết---
12
Related Documents
De Thi Hsg 1
December 2019 18
De Thi Hsg Hoa_baclieu
July 2020 12
De Thi Hsg 7
June 2020 16
De Thi Hsg Tp 2007
April 2020 13
De Thi Hsg Qg 2006
April 2020 17