Đề thi học sinh giỏi tỉnh Long An lớp 12 vòng 2 năm 2011 - 2012 môn Hóa học

Câu 1 (2 điểm)

1. Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) và thuyết trường tinh thể (CF) để giải thích dạng hình học, từ tính của phức chất [Fe(CN)₆]^4-, Fe(CO)₅ . Cho Fe(Z=26), C(Z=6), N(Z=7). O( Z=8 ).

2. Một đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo 2 phản ứng:

Thực nghiệm cho biết từ 1mol ⁶⁴Cu ban đầu, sau 25 giờ 36 phút lấy hỗn hợp còn lại hòa tan vào dung dịch HCl dư thì thu được 16gam chất rắn không tan.

Từ một lượng đồng vị ⁶⁴Cu ban đầu, sau 29 giờ 44 phút lấy hỗn hợp còn lại hòa tan vào dung dịch KOH dư thì phần chất rắn không tan có khối lượng bằng 50,4% khối lượng hỗn hợp .

Tính các hằng số phóng xạ k₁, k₂ và chu kì bán rã của ⁶⁴Cu .

3. Kim cương và than chì là hai dạng thù hình của nguyên tố cacbon. Biết rằng độ dài liên kết C-C (kim cương) là 154pm, C-C (than chì) là 141 pm, khoảng cách giữa hai lớp than chì là 336 pm. Kim cương có cấu tạo lập phương tâm diện, ngoài ra còn có bốn nguyên tử nằm ở 4 hốc (site) tứ diện của ô mạng cơ sở và số nguyên tử cacbon trong một ô mạng tinh thể của kim cương gấp 4 lần số nguyên tử cacbon trong một ô mạng tinh thể than chì. Hãy tính khối lượng riêng của kim cương và than chì. (Biết NA = 6,02.10²³. MC = 12).

Câu 2 (2,5 điểm)

1. Hỏi kết tủa Ag₂CrO₄ có tan được trong dung dịch NH₄NO₃ không?
Cho: K_b(NH3) = 10^-4,76; K_a(HCrO4) = 10^-6,5. Tích số tan T_(Ag2CrO4) = 10^-11,8. Hằng số bền của phức β_(AgNH3+) = 10^3,32

2. Cho dung dịch A gồm KCN 0,120 (M); NH₃ 0,150 (M) vào KOH 5.10^-3 (M). Tính pH cuûa dung dịch A. Cho biết pK_a(HCN) = 9,35; pK_a (NH4+) = 9,24.

3. Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng lên độ tan của các muối khó tan là pH. FeS là một ví dụ điển hình. Độ tan của nó bị ảnh hưởng bởi pH khi anion sunfua phản ứng với ion H+. Tính độ tan của FeS trong dung dịch axit có pH = 5,0. Biết hằng số phân li của axit H₂S lần lượt là: K1 = 10^-7,02, K2 = 10^-12,9, T(FeS) =10^-17,2 , ^*β = 10^-5,92

Câu 3 (2 điểm)

1. Khi CO khử hơi nước ở nhiệt độ cao theo phản ứng:

a. Bắt đầu từ nhiệt độ 1100K, khi tăng thêm 1K thì hằng số cân bằng Kp của phản ứng giảm 0,32% . Tính ΔH⁰ của phản ứng ở 1100K .

b. Ở 1500K và 1atm , độ phân hủy của H₂O(k) thành H₂(k) và O₂(k) là 2,21.10^-4. Trong cùng điều kiện trên, độ phân hủy của CO₂(k) thành CO(k) và O₂(k) là 4,8.10^-4. Tính Kp của phản ứng (1) ở nhiệt độ 1500K.

2. Phản ứng 2XO(k) + 2H₂(k) -> X₂(k) + 2H₂O(k) tuân theo quy luật động học thực nghiệm: v = k[XO]² [H₂]. Cơ chế được đề xuất cho phản ứng này:

Cơ chế này có phù hợp với quy luật động học thực nghiệm? Tại sao?

Câu 4 (1,5 điểm)

1. Cho phản ứng tạo thành 1 mol H₂O(k) từ H₂(k) và O₂(k) và các dữ kiện nhiệt động ở 25⁰C và 1 bar.

Coi C⁰_p không phụ thuộc vào nhiệt độ. Hãy tính ∆S⁰ của phản ứng trên ở 100⁰C.

2. Ở điều kiện chuẩn, entanpy phản ứng và entropy của các chất có giá trị như sau:

2NH₃ + 3N₂O → 4N₂ + 3H₂O ∆H^o₂₉₈ = -1011kJ (1)

N₂O + 3H₂ → N₂H₄ + H₂O ∆H^o₂₉₈ = -317kJ (2)

2NH₃ + O₂ → N₂H₄ + H₂O ∆H^o₂₉₈ = -143kJ (3)

H₂ + O₂ → H₂O ∆H^o₂₉₈ = -286kJ (4)

S^o₂₉₈(N₂H₄) = 240J/mol.K, S^o₂₉₈(H₂O) = 66,6J/mol.K

S^o₂₉₈(N₂) = 191J/mol.K, S^o₂₉₈(O₂) = 205J/mol.K.

a. Tính entanpy tạo thành ∆H^o₂₉₈ của N₂H₄, N₂O và NH₃.

b. Viết phương trình phản ứng cháy của hidrazin tạo thành nước và nitơ. Tính hằng số cân bằng phản ứng ở 298K.

Câu 5 (2 điểm).

Cho cân bằng:

Thế khử tiêu chuẩn của: Au⁺/Au có E⁰₁ = 1,68V; Au³⁺/Au có E⁰₂ = 1,5V

a. Tính hằng số cân bằng K phản ứng (1) .

b. Tính nồng độ cation Au⁺ lớn nhất trong dung dịch Au³⁺ 10^-3 mol.1^-1.

c. Trong dung dịch có dư anion X^-, Au⁺ tạo phức AuX₂^- (hằng số không bền K₁).

Au³⁺ tạo phức AuX₄^- (hằng số không bền K₂), dư ion X^- có cân bằng sau:
(hằng số cân bằng là K').

Viết biểu thức tính K' theo K, K₁, K₂

Cho biết: X^- = Br-, pK₁ = 12; pK₂ = 32; X^- = CN^-, pK₁ = 38; pK₂ = 56. Dựa vào kết quả tính toán đưa ra kết luận gì?

Câu 6 (2 điểm)

1. Khi sự sống bắt đầu trên Trái Đất thì thành phần khí quyển gồm: khí А, CH₄, NH₃ và các khí khác, trong lúc đơn chất B hầu như không có. Do các quá trình hóa học diễn ra trong cơ thể sống nên lượng khí A giảm trong khi đó B tăng. B có mặt nhiều ở khí quyển nhờ sự quang hóa (nA + nH₂O -> nB + (CH₂O)_n). Lúc đầu, B tích tụ trong khí quyển, ion Fe²⁺ có mặt trong nước biển bị oxi hóa thành Fe³⁺. Tầng khí quyển bảo vệ Trái Đất khỏi tác dụng của tia tử ngoại chứa chất C, một dạng thù hình của B. Tất cả các biến đổi ở trên đã tạo nên sự sống đa dạng trên Trái Đất.

Trong các điều kiện xác định, hợp chất D có thể hình thành cả trong khí quyển và cơ thể sống. Các nguồn gốc dẫn tới sự lão hóa được phát sinh từ sự thoái biến của D. Chất D được tạo thành từ hai nguyên tố hiđro và oxi, có cả tính oxi hóa và tính khử.

a. Viết công thức của các chất A, B, C, D.

b. Viết phương trình ion thu gọn của các phản ứng oxi hoá - khử:

(1) D + KI + H₂SO₄ -> … ; (2) D + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ -> …

2. Sục khí H₂S vào dung dịch X chứa Cd²⁺ 0,005 (M) và Co²⁺ 0,01M đến khi dung dịch bão hòa H₂S 0,100 (M) . Để lượng Cd²⁺ trong dung dịch còn 10% mà CoS vẫn chưa kết tủa thì pH của dung dịch X nằm trong khoảng nào? Xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể .

Cho H₂S có K_a1 và K_a2 lần lượt là 10^-7,02 và 10^-12,90 , TCoS =10^-20,4 , TCdS = 10^-26

Câu 7 (1 điểm)

1. Một anken A (C₆H₁₂) có đồng phân hình học, tác dụng với Br₂ (CCl₄) cho dẫn xuất dibromua B. Chất B tác dụng KOH trong C₂H₅OH đun nóng cho ankadien C và ankin D. Ankadien C bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO₄ đậm đặc, đun nóng cho ra axit axetic và khí cacbonic. Xác định công thức cấu tạo của A .

2. Hãy viết công thức cấu tạo từ A đến D. Trình bày cơ chế phản ứng từ phenol A

Câu 8 (3 điểm)

1. Khi đun nóng 2-metyl xiclohexan -1,3 - đion với but-3-en-2-on trong dung dịch kiềm (C₂H₅ONa) thu được một hợp chất hữu cơ (sản phẩm chính) có công thức C₁₁H₁₄O₂. Hãy viết công thức cấu tạo của C₁₁H₁₄O₂ và dựa vào cơ chế phản ứng giải thích quá trình tạo sản phẩm .

2. Hai hợp chất hữu cơ đa chức A và B đều có công thức phân tử C₅H₆O₄ là đồng phân lập thể của nhau. Cả A, B đều không có tính quang hoạt, A có nhiệt độ sôi thấp hơn B. A, B đều tác dụng với NaHCO₃ giải phóng khí CO₂. Khi hiđro hóa A hay B bằng H₂ với xúc tác Ni được hỗn hợp X gồm các chất có công thức C₅H₈O₄. Có thể tách X thành hai dạng đối quang của nhau.

a. Lập luận xác định cấu tạo của A và B.

b. Viết công thức Fisher của hai dạng đối quang của X.

c. Cho A tác dụng với Br₂/CCl₄. Viết cơ chế phản ứng, viết công thức Newman, công thức phối cảnh, công thức Fisher của sản phẩm tạo thành.

3. Từ HCHO, CH₃CHO và các chất vô cơ cần thiết. Hãy tổng hợp spiro[2.2] pentan.

Câu 9 (2,5 điểm)

1. D-Arabinozơ là đồng phân cấu hình ở C₂ của D-ribozơ.

Để xác định cấu trúc vòng 5 hay 6 cạnh của nó, người ta thực hiện chuỗi phản ứng sau:

Hãy vẽ công thức Havooc (Haworth) dạng vòng của α- và β-D-Arabinozo

2. Thủy phân hoàn toàn polypeptit A thu được các amino axit: Val Trp Met₂ Gly₂ Lys Ala₂ Ile Pro Asp Arg Tyr Cys. Thủy phân không hoàn toàn polypeptit A bằng enzim trypsin thì thu được các phân đoạn sau: Val- Trp- Met- Gly- Lys, Ala - Ile- Pro- Met- Asp- Arg, Tyr -Ala -Gly -Cys. Nếu dùng enzimchymotrypsin thì thu được: Ala – Gly – Cys, Met- Gly- Lys- Ala- Ile- Pro- Met- Asp- Arg- Tyr, Val-Trp .

Hãy xác định trình tự các aminoaxit trong polypeptit A.

3. Cho ba amino axit sau:

Hãy đề nghị giá trị pH để phân tách hỗn hợp các amino axit này bằng phương pháp điện di. Biết pH_I của Pro= 6,3, Lys = 9,74 và Glu = 3,08

Câu 10 (1,5 điểm)

Một trong các phương pháp tổng hợp peptit là bảo vệ nhóm amin bằng axyl hóa benzylclocacbonat gọi là cacbobenzoxyclorua. Hãy dùng phương pháp này tổng hợp tripeptit Gly-Ala-Phe.

Hợp chất hữu cơ A có công thức phân tử C₁₃H₂₄O .

- Ozon phân A thu được HOCH₂CH=O , CH₃[CH₂]₂COCH₃ và CH₃CH₂CO[CH₂]₂CH=O.

- Nếu cho A tác dụng với brom theo tỉ lệ mol 1:1 rồi mới ozon phân sản phẩm chính sinh ra thì chỉ thu được hai sản phẩm hữu cơ ( trong đó có một hợp chất xeton ).

- Đun nóng A với dung dịch axit dễ dàng thu được sản phẩm B có cùng công thức phân tử với A, song khi ozon phân B chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất .

a. Xác định công thức cấu tạo của hợp chất A.

b. Viết cơ chế phản ứng chuyển hóa A thành B.

Download tài liệu để xem thêm chi tiết