SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NĂM HỌC 2008-2009
ĐẮK LẮK MÔN HOÁ HỌC LỚP 12 – THPT
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Câu 1: (2,0 điểm)
1. Tổng số đại số các số lượng tử của electron điền cuối cùng của một nguyên tử là 4,5, trong đó
l = m
l
. Xác định nguyên tử trên.
2. Có 2 mẫu kim loại A cùng khối lượng. Một mẫu hoà tan trong dung dịch HCl dư, một mẫu hoà
tan trong dung dịch H
2
SO
4
đậm đặc dư, đun nóng. Sau khi phản ứng kết thúc thấy thể tích của SO
2
bằng
1,5 lần thể tích của H
2
(đo ở cùng điều kiện), khối lượng muối clorua bằng 63,5% khối lượng muối
sunfat. Xác định kim loại A.
Câu 2: (2,5 điểm)
Cho dòng khí CO qua ống sứ đựng 31,2 gam hỗn hợp gồm CuO và FeO nung nóng. Sau phản ứng thu
được chất rắn A. Cho khí thoát ra khỏi ống sứ lội từ từ qua 1 lít dung dịch Ba(OH)
2
0,2M thu được 29,55
gam kết tủa.
1/ Tính khối lượng của A
2/ Chia A làm 2 phần bằng nhau:
- Phần 1 cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 0,56 lít H
2
(đo ở đktc).
+
= 10
8
.
Câu 4: (1,5 điểm)
1. Hoà tan 12 gam kim loại Mg vào 1 lít dung dịch chứa HCl 0,9M và NaNO
3
0,2M thu được V lít
hỗn hợp khí (đo ở đktc), trong đó có một khí không màu hoá nâu ngoài không khí. Tính V.
2. Khi nghiên cứu một mẫu gỗ người ta thấy tốc độ phân rã (đối với mỗi gam cacbon) chỉ bằng
0,636 lần tốc độ phân rã của cacbon trong gỗ hiện tại.
Xác định tuổi của mẫu gỗ đó. Biết chu kì bán huỷ của cacbon là 5730 năm.
Câu 5: (2,0 điểm)
Có 6 dung dịch: KOH, (NH
4
)
2
SO
4
, K
2
CO
3
, Ba(NO
3
)
2
, Pb(NO
3
)
/I
-
) = + 0,536V
1/ Hãy viết phương trình hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá - khử trên.
2/ Với giá trị nào của pH thì phản ứng trên bắt đầu xảy ra theo chiều ngược lại.
3/ Tính hằng số cân bằng của phản ứng đã cho.
Câu 7: (2,0 điểm)
1. So sánh tốc độ phản ứng và viết phương trình hoá học xảy ra dưới dạng công thức cấu tạo khi
đun nóng mỗi chất sau 2-Metyl buta-1,3-dien và 2-Clo buta-1,3-dien với axit acryric. Giải thích.
2. Geraniol (C
10
H
18
O) là một ancol dẫn xuất của monotecpen, có mặt trong thành phần tinh dầu hoa
hồng, biết:
- Geraniol cho phản ứng cộng với 2 phân tử brom tạo ra C
10
H
18
OBr
4
- Có thể oxi hoá geraniol thành andehit hoặc axit cacboxylic tương ứng với 10 nguyên tử cacbon trong
phân tử
- Khi oxi hoá geraniol một cách mãnh liệt sẽ tạo thành: CH
3
COCH
3
, CH
3
COCH
như sau:
HO HO OH
O=
O O= =O
OH
(F) (M)
pK
1
= 3,0; pK
2
= 4,6 pK
1
= 1,9; pK
2
= 6,2
Giải thích tại sao pK
1
(M) < pK
1
(F); pK
2
(M) > pK
2
(F)
2. Viết các nguyên tử và nhóm nguyên tử vào vị trí thích hợp trên các công thức sau:
(R)-CH
3
CHOHCHO (L)-CH
3
CH(NH
của SO
2
bằng 1,5 lần thể tích của H
2
(đo ở cùng điều kiện), khối lượng muối clorua bằng 63,5%
khối lượng muối sunfat. Xác định kim loại A.
NỘI DUNG
ĐIỂM
1. Ta có: n + l + m
l
+m
s
= 4,5 (1)
l = m
l
(2)
Từ (1) và (2) suy ra:
n + 2l + m
s
= 4,5
* Xét m
s
= -1/2
Ta có: n + 2l = 5 n 5
Mặt khác: l n – 1 n + 2(n -1) 5 n 2,3
Do vậy: 2,3 n 5
n 3 4 5
l = m
l
1 0,5 0
nguyên tử là N
* n = 4, l = m
l
=0, m
s
= +1/2 4s
1
nguyên tử là K
2. A + nHCl ACl
n
+ n/2H
2
1mol 1mol 0,5n mol
2A + 2mH
2
SO
4
A
2
(SO
4
)
m
+ mSO
2
+ 2mH
2
O
1mol 0,5 mol 0,5m mol
Giả thiết ta có:
2
SO
4
đặc nóng thu được dung dịch gồm 2 muối trung hoà
và V lít SO
2
(đo ở đktc).
Tính khoảng giá trị của V.
NỘI DUNG
ĐIỂM
1/ CuO + CO Cu + CO
2
(1)
FeO + CO Fe + CO
2
(2)
Khí thoát ra là CO
2
có thể có CO dư. CO
2
tác dụng với dd Ba(OH)
2
có 2 trường hợp:
Trường hợp1:
CO
2
+ Ba(OH)
2
BaCO
3
)
2
(4)
Từ (3) số mol CO
2
= số mol Ba(OH)
2
= 0,15 mol
Số mol Ba(OH)
2
pư (4) = 1.0,2 – 0,15 = 0,05 mol
Số mol CO
2
pư (4) = 2.0,05 = 0,1 mol
Tổng số mol CO
2
pư (3) và (4) = 0,25 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho (1) và (2)
m
A
= 31,2 + 28.0,25 – 44.0,25 = 27,2 gam
2/ Trường hợp1: m
A
= 28,8 gam
A chỉ có Fe tác dụng với HCl cho ra H
2
Fe + 2HCl FeCl
2
+ H
2
+ 3SO
2
+ 6H
2
O (6)
0,025 0,0375
2FeO + 4H
2
SO
4
Fe
2
(SO
4
)
3
+ SO
2
+ 4H
2
O (7)
0,136 0,068
Từ (5), (6) và (7) nSO
2
= 0,05 + 0,0375 + 0,068 = 0,1555 mol VSO
2
= 3,4832 lít
- Giả sử A không có FeO nCuO= 9,8/80 0,1225 mol
CuO tác dụng H
2
điện tích hạt nhân Z.
2. Tích số tan của AgCl = 1,8.10
-10
. Hãy tính độ tan của AgCl trong nước. Nếu tan trong
dung dịch NH
3
1M, độ tan của AgCl là bao nhiêu?
Cho hằng số bền của phức Ag(NH
3
)
2
+
= 10
8
.
NỘI DUNG
ĐIỂM
1. Với n = 2, thay các giá trị vào biểu thức: E
n
= - 13,6/n
2
ta được:
Z = 1 H thì E
2
= - 3,4 eV
Z = 2 He
+
thì E
2
= -13,6 eV
-
] = s
2
= 1,8.10
-10
s = 1,3.10
-5
M
- Trong dd NH
3
1M:
AgCl + 2NH
3
Ag(NH
3
)
2
+
+ Cl
-
, K
CB
K
CB
=
2
3
23
)
2
+
+ Cl
-
Ban đầu: 1M
Độ tan: x 2x x x
CB: 1 – 2x x x
K
CB
=
2
3
23
)(
NH
ClNHAg
=
2
2
)21( x
x
= 1,8.10
-2
x = 0,11M
0,5
+ 2NO
3
-
3Mg
2+
+ 2NO + 4H
2
O
0,3 0,8 0,2 0,2
So sánh thấy NO
3
-
hết nNO = nNO
3
-
= 0,2 mol V
NO
= 4,48 lít
nMg dư = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol, nH
+
dư = 0,9 – 0,8 = 0,1 mol
Xảy ra pư: Mg + 2H
+
Mg
2+
+ H
2
So sánh thấy H
+
hết nH
, N: tốc độ phóng xạ)
1,0
0,5
Câu 5: (2,0 điểm)
Có 6 dung dịch: KOH, (NH
4
)
2
SO
4
, K
2
CO
3
, Ba(NO
3
)
2
, Pb(NO
3
)
2
và CaCl
2
đựng trong 6 ống
nghiệm mất nhãn được đánh số từ 1 đến 6. Để xác định hoá chất trong mỗi ống nghiệm người ta
tiến hành các thí nghiệm sau:
- Cho một giọt dung dịch ở ống nghiệm số 3 vào ống nghiệm số 6 thấy xuất hiện kết tủa, lắc thì
kết tủa tan.
- Dung dịch trong ống nghiệm số 6 không phản ứng với dung dịch trong ống nghiệm số 5 nhưng
NH
3
Pb(OH)
2
(NH
4
)
2
SO
4
NH
3
BaSO
4
PbSO
4
CaSO
4
K
2
CO
3
BaCO
3
PbCl
2
CaCl
2
CaSO
4
CaCO
3
PbCl
2
dd 3 + dd6 kết tủa, lắc kết tủa tan (Pb(OH)
2
)
dd 2 + dd 6 NH
3
dd 6 là KOH; dd 3 là Pb(NO
3
)
2
; dd 2 là (NH
4
)
2
SO
4
dd 1 không tạo kết tủa với dd 3, dd 6 dd 1 là Ba(NO
-
) = + 0,536V
1/ Hãy viết phương trình hoá học xảy ra giữa các cặp oxi hoá khử trên.
2/ Với giá trị nào của pH thì phản ứng trên bắt đầu xảy ra theo chiều ngược lại.
3/ Tính hằng số cân bằng của phản ứng đã cho.
NỘI DUNG
ĐIỂM
1/ E
0
(H
3
AsO
4
/H
3
AsO
3
) > E
0
(I
3
-
/I
-
) nên pư xảy ra theo chiều thuận:
3I
-
+ H
3
AsO
4
/H
3
AsO
3
biến đổi theo pH do phương trình:
H
3
AsO
4
+ 2H
+
+ 2e H
3
AsO
3
+ H
2
O
E(H
3
AsO
4
/H
3
AsO
3
) = E
0
(H
3
AsO
4
]
E(H
3
AsO
4
/H
3
AsO
3
) = 0,559 - (0,059/2)lg
2
1
H
= 0,559 – (2.0,059)/2(-lg[H
+
])
E(H
3
AsO
4
/H
3
AsO
3
) = 0,559 -0,059pH < 0,536
H
18
OBr
4
- Có thể oxi hoá geraniol thành andehit hoặc axit cacboxylic tương ứng với 10 nguyên tử cacbon
trong phân tử
- Khi oxi hoá geraniol một cách mãnh liệt sẽ tạo thành: CH
3
COCH
3
, CH
3
COCH
2
CH
2
COOH,
HOOC-COOH.
Dựa vào những dữ kiện cho trên hãy cho biết công thức cấu tạo của geraniol.
NỘI DUNG
ĐIỂM
1. 2-Metyl buta-1,3-dien có nhóm -CH
3
đẩy electron làm tăng mật độ electron trên
nguyên tử C
1
nên khả năng phản ứng cao.
Trong 2-Clo buta-1,3-dien có –Cl hút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử
C
1
2
COOH
2. C
10
H
18
O có độ bất bảo hoà α = (2.10+2-18)/2 =2 và có khả năng cộng 2 phân tử Br
2
nên geraniol có 2 liên kết trong phân tử.
- Khi oxi hoá có thể thành andehit hoặc axit cacboxylic chứa 10 cacbon nên geraniol có
nhóm OH ở cacbon đầu mạch.
- Khi oxi hoá geraniol một cách mãnh liệt tạo thành: CH
3
COCH
3
,
CH
3
COCH
2
CH
2
COOH, HOOC-COOH nên geraniol có công thức cấu tạo:
CH
3
-C=CH-CH
2
-CH
2
-C=CH-CH
2/ Xác định công thức cấu trúc của A
NỘI DUNG
ĐIỂM
1/ CH=O
H OH
HO H
HO H
H OH
CH
2
OH
2/
- A là đường không có tính khử nên không có nhóm OH hemiaxetal.
- Thuỷ phân 1 mol A thu được 3 chất nên A là đường ba.
- Thuỷ phân A bằng enzim α-galactozidaza thu được α-D-galactozơ α-D-
galactozơ đứng ở một đầu mạch.
- Thuỷ phân A bằng enzim invecta thu được D-fructozơ D-fructozơ đứng ở
một đầu mạch.
Trong A, D-glucozơ nằm giữa mạch.
- Vì sản phẩm thuỷ phân A bằng enzim α-galactozidaza thu được saccarozơ A
được tạo nên từ α-D-galactozơ, α-D-glucozơ và -D-fructozơ.
- Metyl hoá hoàn toàn A nhờ hỗn hợp CH
3
I và Ag
2
O, sau đó thuỷ phân sản phẩm metyl
hoá thu được 1,3,4,6-tetra-O-metyl-D-fructozơ, 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-galactozơ và
2,3,4-tri-O-metyl-D-glucozơ -D-fructozơ có nhóm OH ở C
2
, α-D-galactozơ có
như sau:
HO HO OH
O=
O O= =O
OH
(F) (M)
pK
1
= 3,0; pK
2
= 4,6 pK
1
= 1,9; pK
2
= 6,2
Giải thích tại sao pK
1
(M) < pK
1
(F); pK
2
(M)> pK
2
(F)
2. Viết các nguyên tử và nhóm nguyên tử vào vị trí thích hợp trên các công thức sau:
(R)-CH
3
CHOHCHO (L)-CH
3
CH(NH
N H Br I
Br H
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
(R)-CH
3
CHOHCHO (L)-CH
3
CH(NH
2
)COOH (R)-CH
3
CBrICOOH (R,S)-CH
3
CHBrCHBrCH
3
0,5
1,0
Câu 10: Hỗn hợp X gồm 3 este của một axit đơn chức. Cho X phản ứng với 200 ml dung dịch
NaOH 1,25 M, sau đó cô cạn dụng dịch, làm khô thu được 18,4 gam chất rắn khan. Ngưng tụ phần
bay hơi thu được 3 ancol đơn chức, trong đó có một ancol không no chứa một nối đôi và 2 ancol no
là đồng đẳng liên tiếp. Chia lượng ancol thành 2 phần bằng nhau, phần 1 đem đốt cháy thu được
7,04 gam CO
2
’OH tạo ra do phản ứng thuỷ phân = 0,2 mol
Công thức 3 este: RCOO
R
’
RCOO
R
’ + NaOH RCOONa +
R
’OH
0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol
Số mol NaOH dư = 0,2.1,25 – 0,2 = 0,05 mol
Chất rắn thu được sau khi cô cạn dd gồm NaOH và RCOONa
Khối lượng RCOONa = 18,4 – 40.0,05 = 16,4 gam
M
RCOONa
=16,4/0,2 = 82 g/mol
M
R
= 82 – 67 =15 g/mol
Vậy R là CH
3
-, axit là CH
3
COOH
2/
OHC
ann 222
n
CO
= 1,6 1 ancol phải có 1 nguyên tử cacbon CH
4
O (CH
3
OH) và chất đồng
đẳng liên tiếp là C
2
H
5
OH.
Đặt công thức chung 2 ancol này là
OHC
nn 2'2'
, ancol không no là C
m
H
2m
O, m>2
(*)
Gọi x là số mol của
OHC
nn 2'2'
có trong 1 mol hỗn hợp ancol
(1-x) là số mol của C
m
H
2m
O
Ta có:
n
COOC
2
H
5
, CH
3
COOCH
2
CH=CH
2
Số mol C
3
H
5
OH = (0,2.0,2)/1 = 0,04 mol
Từ pt (**) ta có:
'n
=
4
38
= 1,25
Gọi a, b là số mol của CH
3
OH và C
2
H
5
OH
Ta có:
'n