Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh năm học 2011 - 2012 môn thi: Hoá học lớp 12 (vòng 2)

UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐỀ CHÍNH THỨC
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 2)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
Câu I. (3,0 điểm)
1. Viết công thức Liuyt, dự đoán cấu trúc phân tử, góc liên kết của các phân tử sau: SF2, SF6, S2F4.
2. Phøc [Fe(CN)6]4- cã n¨ng l­îng t¸ch lµ 394,2 kJ/mol, phøc [Fe(H2O)6]2+ cã n¨ng l­îng t¸ch lµ 124,2 kJ/mol vµ n¨ng l­îng ghÐp electron lµ 210,3 kJ/mol. 
a) H·y vÏ gi¶n ®å n¨ng l­îng cña hai phøc trªn vµ cho biÕt phøc nµo lµ phøc spin cao, phøc nµo lµ phøc spin thÊp?
b) Hái víi sù kÝch thÝch electron tõ t2g ®Õn eg th× phøc [Fe(CN)6]4- hÊp thô ¸nh s¸ng cã b­íc sãng l b»ng bao nhiªu?
Câu II. (4,0 điểm)
1. 	a) Từ buta-1,3-đien và anhiđrit maleic, hãy viết phương trình hóa học (PTHH) của các phản ứng tổng hợp axit xiclohexan-1,2-đicacboxylic. Mô tả cấu trúc của axit đó về mặt cấu hình và về liên kết hiđro.
b) Thay anhiđrit maleic ở trên bằng axit xinamic (2 đồng phân cis và trans). Hãy viết PTHH của các phản ứng xảy ra và ghi rõ cấu hình lập thể của sản phẩm.
2. Cho s¬ ®å chuyÓn ho¸ sau:
ViÕt PTHH cña c¸c ph¶n øng theo s¬ ®å trªn, biÕt: X1 cã thµnh phÇn nguyªn tè C, H, O; X7 cã ph¶n øng víi dung dÞch FeCl3 t¹o phøc mµu tÝm ®Ëm.
Câu III. (3,0 điểm)
1. Hai nguyeân toá A, B coù cuoái cuøng öùng vôùi boä 4 soá löôïng töû:
n = 3	l = 2	me = -2	ms = - 
n = 3	l = 1	me = -1	ms = - 
a) Vieát laïi caáu hình cuûa A, B vaø caùc ion maø A, B coù theå taïo thaønh.
b) Xaùc ñònh vò trí cuûa A, B trong baûng tuaàn hoaøn. Coù giaûi thích.
c) A, B taïo ñöôïc bao nhieâu oxit vaø hiñroxit. Vieát công thức phân tử của chúng. Ñoái vôùi moãi nguyeân toá haõy so saùnh tính axit, bazô cuûa caùc hiñroxit coù giaûi thích.
d) Döï ñoaùn tình traïng lai hoùa cuûa B trong caùc oxit. Moâ taû daïng hình hoïc cuûa caùc oxit ñoù.
2. Trong soá caùc phaân töû vaø ion: CH2Br2, F-, CH2O, Ca2+, H3As, (C2H5)2O. Phaân töû vaø ion naøo coù theå taïo lieân keát hiñro vôùi phaân töû nöôùc? Haõy giaûi thích vaø vieát sô ñoà moâ taû söï hình thaønh lieân keát ñoù.
Câu IV. (3,0 điểm)
1. X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiñro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5.
Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron của nguyên tử.
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, oxit bậc cao nhất, hiñroxit bậc cao nhất của X.
Cho phản ứng:, ở 5000C có Kp= 1,63.10-2. 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?
2. So sánh độ lớn góc liên kết trong các phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I). Giải thích?
Câu V. (3,0 điểm)
 DDT, 666 vµ 2,4D lµ mét sè n«ng d­îc ®· ®­îc sö dông trong sản xuất nông nghiệp.
1. ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña chóng, tr×nh bµy mét øng dông cho mçi chÊt vµ nªu t¸c dông phô cã h¹i cña c¸c chÊt trªn khiÕn cho viÖc sö dông chóng nh­ lµ n«ng d­îc ®· bÞ h¹n chÕ vµ ng¨n cÊm.
2. Tõ metan vµ c¸c chÊt v« c¬ cÇn thiÕt, viÕt PTHH của các ph¶n øng ®iÒu chÕ DDT vµ 666.
Câu VI. (4,0 điểm)
1. Hãy so sánh tính axit và nhiệt độ nóng chảy giữa o-nitro phenol và m-nitro phenol, giải thích.
2. Safrol A (C10H10O2) là chất lỏng có tính chất sau: không tan trong kiềm, không có phản ứng màu với FeCl3, ozon phân có chất khử thu được H2C=O và B (C9H8O3), B có phản ứng với thuốc thử tollens. Oxihóa A bằng KMnO4 cho axit D (M = 166) không có phản ứng màu với FeCl3, khi D tác dụng với dung dịch HI đặc tách ra được H2C=O và axit 3,4-đihyđroxybenzoic. Xác định cấu trúc của A, B, D.
(Cho H=1; C =12; N=14; O=16; Na=23; Mg=24; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39; Fe=56; Cu=64; Br=80; Ag=108.)
Hết
( Gi¸m thÞ kh«ng gi¶i thÝch g× thªm)
Hä vµ tªn thÝ sinh: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sè b¸o danh: . . . . . . . . . . . . . . . . . .
UBND TỈNH THÁI NGUYÊN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
 ĐỀ CHÍNH THỨC
HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN HSG TỈNH 
NĂM HỌC 2011-2012
MÔN THI: HOÁ HỌC LỚP 12 (VÒNG 2)
(Thời gian làm bài 180 phút không kể thời gian giao đề)
Câu
Nội dung
Điểm
I
(3,0)
 Viết công thức Liuyt, dự đoán cấu trúc phân tử, góc liên kết của các phân tử sau: SF2, SF6, S2F4:
Phân tử
SF2
SF6
S2F4
Công thức Liuyt
 F
 S
 F
F
F S S’ F
F
Trạng thái lai hoá của S
sp3
sp3d2
S: sp3d (MX4E)
S’: sp3 (MX2E2)
Hình học phân tử
Chữ V
Bát diện đều
Cái bập bênh nối với chữ V
Góc liên kết
< 109o28’ vì S còn 2 cặp e không liên kết nên ép góc liên kết. Góc liên kết vào khoảng 103o
90o
- Góc SS’F< 109o28’ bởi S’ còn 2 cặp e không liên kết
- Góc FSF<90o, góc FSF< 1200 do S còn 1 cặp e không liên kết
2. 
­¯
­¯
­¯
D
eg
t2g
­
­
­
­
­¯
a) C¸c phøc [Fe(CN)6]4- vµ [Fe(H2O)6]2+ ®Òu lµ phøc b¸t diÖn. Trong phøc [Fe(CN)6]4- cã n¨ng l­îng t¸ch (D) > n¨ng l­îng ghÐp electron nªn phøc nµy cã gi¶n ®å n¨ng l­îng nh­ sau:
Trong gi¶n ®å trªn tæng spin S = 0 vµ lµ phøc spin thÊp.
Trong phøc [Fe(H2O6)]2+ cã n¨ng l­îng t¸ch thÊp h¬n n¨ng l­îng ghÐp electron nªn phøc nµy cã gi¶n ®å n¨ng l­îng nh­sau:
­¯
­
­
­
­
D
eg
t2g
­
­
­
­
­¯
Trong gi¶n ®å trªn tæng spin S = 4 x = 2 vµ lµ phøc spin cao.
b)
1,5
1,5
II
(4,0)
1.
a) Phương trình hóa học của phản ứng tổng hợp:
Mô tả cấu trúc của axit đó: 
- Buta-1,3-đien khi phản ứng ở dạng s-cis.
- Anhiđrit maleic ở dạng cis ® sản phẩm có cấu hình giữ nguyên và ở dạng cis.
Biểu diễn liên kết hiđro: 
b) Thay anhiđrit maleic ở trên bằng axit xinamic: C6H5-CH=CH-COOH
2.
 1. 2C6H5COOH	(C6H5CO)2O + H2O 
 2. (C6H5CO)2O + C6H5ONa ® C6H5COOC6H5 + C6H5COONa
 3. C6H5COOC6H5 + 2NaOH C6H5COONa + C6H5ONa + H2O
 4. C6H5COONa + NaOHC6H6 + Na2CO3 
 5. C6H5COONa + HCl ® C6H5COOH + NaCl
 6. C6H6 + HCOCl C6H5CHO + HCl 
 7. 5C6H5CHO + 2KMnO4 + 3H2SO4 ® 5C6H5COOH + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
 8. C6H6 + CH2 = CH - CH3 C6H6CH(CH3)2 
 9. C6H5CH(CH3)2 + O2 C6H5- C(CH3)2- OOH 
 10. C6H5- C(CH3)2- OOH + H2O C6H5OH + CH3 - CO - CH3 
 11. C6H5ONa + HCl ® C6H5OH + NaCl
2,0
2,0
H
	C = O : H ® O
H	 H
. . .
. . 
d+ 
d- 
d- 
III
(3,0)
1.
a) Caáu hình e cuûa:
	A : 3d64s2	A2+ : 3d6	A3+ 3d5 	=> A laø Fe
	B : 3p4	B2- : 3p6	 	=> B laø S
b) Vò trí cuûa A, B trong BTH.
	A thuoäc chu kyø 4, nhoùm VIIIB
 	B thuoäc chu kyø 3, nhoùm VIA
c) 	A	 B
	Coâng thöùc oxit	FeO, Fe2O3, Fe3O4	 	 SO2, SO3	
	Coâng thức hiñroxit: 	Fe(OH)2, Fe(OH)3	 H2SO3, H2SO4
Tính bazô cuûa Fe(OH)2 > Fe(OH)3.
Tính axit cuûa H2SO4 > H2SO3
d)
2. 
 Lieân keát hiñro ñöôïc hình thaønh giöõa nguyeân töû hiñro linh ñoäng cuûa phaân töû naøy vôùi nguyeân töû coù ñoä aâm ñieän lôùn vaø coù dö caëp töï do cuûa tieåu phaân kia. Do ñoù caùc phaân töû vaø ion sau coù khaû naêng taïo lieân keát hiñro vôùi phaân töû nöôùc (laø phaân töû coù nguyeân töû hiñro linh ñoäng) laø:	 F- , CH2O , (C2H5)2O
1,5
1,5
O
O
S
sp2
O
Tam giaùc ñeàu
O
O
S
··
sp2
goùc
..
:
:
..
F-
H O
	 H	
. . .
d+
d-
C2H5
 	 O 	: . . . H ® O	
C2H5	 H	
 .. d-
d-
IV
(3,0)
1.
a) Với hợp chất hidro có dạng XH3 nên X thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA.
TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có sự phân bố e theo obitan:
Vậy e cuối cùng có: 
 l=1, m=-1, ms = +1/2 ;
 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 4.
Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga)
TH2: X thuộc nhóm VA, ta có sự phân bố e theo obitan: . Vậy e cuối cùng có: l=1, m= 1, ms = +1/2;
 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = 2. 
Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N).
b) Ở đk thường XH3 là chất khí nên nguyên tố phù hợp là Nitơ. Công thức cấu tạo các hợp chất:
+ Hợp chất với hiđro:
 Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3
+ Oxit cao nhất:
 Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2.
+ Hiđroxit với hóa trị cao nhất:
 Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2.
c) Phương trình phản ứng: 
 2NOCl D 2NO + Cl2 Kp = 1,63.10-2 (5000C)
 Áp suất cân bằng: 0,643 0,238 ? 
 Ta có: Kp = = 1,63.10-2 → = 0,119 atm.
 Sau khi thêm Cl2 , áp suất cân bằng mới của NOCl : PNOCl = 0,683 atm , tăng 0,04 atm
→ PNO = 0,238 – 0,004 = 0,198 atm 
→ = .1,63.10-2 = 0,194 atm.
2. 
Độ lớn góc liên kết XPX trong các phân tử PX3 biến đổi như sau: 
 PF3 > PCl3 > PBr3 > PI3 .
Giải thích: do bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện giảm dần nên tương tác đẩy giữa các nguyên tử halogen trong phân tử PX3 giảm dần từ PF3 → PI3. Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên kết bé nhất.
Số đo góc: PF3 PCl3 PBr3 PI3
	 1040 1020 1000 960
2,0
1,0
V
(3,0)
1. C«ng thøc cÊu t¹o cña 3 lo¹i n«ng d­îc :
	(1,5®)
DDT 
666 
2,4 D 
øng dông: 
DDT: DiÖt trõ kiÕn, c¸c lo¹i c«n trïng ph¸ ho¹i mïa mµng	(0,25 ®)
666 : DiÖt c¸c lo¹i s©u bä ph¸ ho¹i mïa mµng
2,4 D: DiÖt cá d¹i.	(0,25 ®)
Cã h¹i : Clo lµ mét chÊt ®ộc tÝch tô trong c¬ thÓ sinh vËt	( 0,50®)
 2. C¸c ph­¬ng tr×nh ph¶n øng ®iÒu chÕ 
(6)
 C6H6Cl6
CH4CH CHC6H6 (CTCT) C6H5Cl
 DDT
 CH3-CHO CH3-CHO 
 1,5
1,5
VI
(4,0)
Nhóm -NO2 hút e ở o, p lớn hơn ở vị trí m liên kết O - H phân cực mạnh hơn nên tính axit của o- nitro phenol mạnh hơn. 
O- nitro phenol có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn m- nitro phenol do trong phân tử o- nitro phênol có sự tạo liên kết H2 nội phân tử. 
	H 
 O O
	N = O
 Trong phân tử m- nitro phenol có liên kết H2 liên phân tử làm các phân tử bị giữ lại với nhau bền chặt hơn.	
 H - O 	 H - O 
	 NO2 NO2 
thấp hơn 
Chất A có độ chưa no bậc 6, bốn cho vòng benzen. 
- Vì A không tan trong NaOH và cho màu với FeCl3 nên A không phải phenol. 	
 - A bị ozon phân hình thành H2C=O chứng tỏ có mạch nhánh với nhóm 
 (=CH2) cuối mạch và B là andehyt nên có nhóm -CH=CH2 (liên kết đôi này là độ chưa no thứ 5).
 - Axit D là monocacboxylic có M=166 và cũng chỉ có một mạch 
 nhánh đính vào nhân. Hai ngtử Oxi ở trong vòng khác (với độ chưa no 
 thứ 6) ngưng tụ với benzen ( điều này xác định bằng phản ứng với HI 
 cho H2C=O và axit 3,4-đihyđroxybenzoic. Vòng ngưng tụ là axetan bền.
 Công thức của D là C8H6O4. 
	- Vòng benzen và vòng axetan có 7C mạnh nhánh có 3C. 
	Vậy cấu trúc của A, B, C là:
	 CH2CH=CH2 CH2CHO COOH 
O
O
O
CH2
O
CH2
O
CH2
O
 (A) (B) (D)
Viết các PTHH của các phản ứng để chứng minh.
2,0
2,0
Chú ý:
ThÝ sinh cã thÓ gi¶i bµi to¸n theo c¸ch kh¸c nÕu lËp luËn ®óng vµ t×m ra kÕt qu¶ ®óng vÉn cho ®iÓm tèi ®a.