Giải đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia môn Hóa học 1999 - 2000 (bảng A)
Bạn đang xem nội dung tài liệu Giải đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia môn Hóa học 1999 - 2000 (bảng A), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : Cho sơ đồ sau : C D axeton A B G 1,4-đibrom-2-buten n-Butan 550 - 600oC B1 C1 D1 glixerin trinitrat A1 1) CH2 - CH2 Mg B2 C2 D2 isoamylaxetat ete khan 2) H3O+ A , A1 , B , B1, B2 . . . D2 là các hợp chất hữu cơ . Hãy ghi các chất cần thiết và điều kiện phản ứng trên các mũi tên . 2) Viết công thức cấu tạo của tất cả các hợp chất hữu cơ ở sơ đồ trên . 3) Viết các phương trình phản ứng tạo thành glixerin trinitrat từ n-butan theo sơ đồ trên . Cách giải 1) CrO3 / H+ Mn(CH3COO)2 ThO2 , to C D axeton H2O / H+ A B Al2O3 / ZnO Br2 G CH2Br-CH=CH-CH2Br 400-500oC CH3CH2CH2CH3 Cl2 Cl2 , H2O NaOH dd HNO3 CH2-ONO2 550 - 600oC B1 C1 D1 CH -ONO2 450-500oC H2SO4đ CH2-ONO2 A1 1) CH2 - CH2 HCl Mg CH3COOH B2 C2 D2 CH3CO2C5H11-i ete khan 2) H3O+ H+ , to 2) A: CH2=CH2 ; B : CH3CH2OH ; C: CH3-CH=O ; D : CH3-COOH ; A1 : CH3-CH=CH2 ; G : CH2=CH-CH=CH2 ; B1 : CH2=CH-CH2-Cl ; C1 : CH2Cl-CHOH-CH2Cl ; D1 : CH2OH-CHOH-CH2OH ; B2 : CH3-CHCl-CH3 ; C2 : ( CH3 )2CH-MgCl ; D2 : ( CH3 )2CH-CH2-CH2OH . ( Hoặc C là CH3COOH , D là Ca(CH3COO)2 với điều kiện phản ứng hợp lí ; hay A là CH4 B là CH º CH , C là CH3CH = O) . 3) 550 - 600oC CH3CH2CH2CH3 CH4 + CH3-CH=CH2 450-500oC CH3-CH=CH2 + Cl2 ClCH2-CH=CH2 + HCl ClCH2-CH=CH2 + Cl2 + H2O CH2Cl-CHOH-CH2Cl + HCl to CH2Cl-CHOH-CH2Cl + 2 NaOH CH2OH-CHOH-CH2OH + 2 NaCl H2SO4 đ CH2-ONO2 CH2OH-CHOH-CH2OH + 3 HNO3 CH-ONO2 + 3 H2O 10-20oC CH2-ONO2 Câu II : 1) Tám hợp chất hữu cơ A, B, C, D, E, G, H, I đều chứa 35,56% C; 5,19%H ; 59,26% Br trong phân tử và đều có tỉ khối hơi so với nitơ là 4,822 . Đun nóng A hoặc B với dung dịch NaOH đều thu được anđehit n-butiric , đun nóng C hoặc D với dung dịch NaOH đều thu được etylmetylxeton . A bền hơn B , C bền hơn D , E bền hơn G , H và I đều có các nguyên tử CH trong phân tử . a. Viết công thức cấu trúc của A , B , C , D , E , G , H và I . b. Viết các phương trình phản ứng xảy ra . 2) Hai xicloankan M và N đều có tỉ khối hơi so với metan bằng 5,25 . Khi monoclo hoá ( có chiếu sáng ) thì M cho 4 hợp chất, N chỉ cho một hợp chất duy nhất . Hãy xác định công thức cấu tạo của M và N . b. Gọi tên các sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC . c. Cho biết cấu dạng bền nhất của hợp chất tạo thành từ N , giải thích . Cách giải : 1) a. M = 28 . 4,822 =135 (đvC ) . ( C4H7Br ) n ( 12 .4 + 7 + 80 ) n = 135 n = 1 Công thức phân tử của A , B , C , D , E , G , H , I là C4H7Br . So sánh tỉ lệ số nguyên tử C và H suy ra các hợp chất có 1 liên kết đôi họăc 1 vòng no . Thuỷ phân dẫn xuất halogen phải cho ancol , khi thuỷ phân A hoặc B thu được anđehit n-butiric , vậy A ( hoặc B ) có mạch cacbon không phân nhánh và có C=C ở đầu mạch ( vì nhóm C=C-OH sẽ chuyển thành nhóm C-CH=O ) . Chất C ( hoặc D ) phải có C=C ở giữa mạch cacbon ( vì nhóm C=C-CH3 sẽ chuyển thành -CH-C-CH3 ) . OH O Dựa vào các dữ kiện đầu bài suy ra : CH3CH2 H CH3CH2 Br CH3 Br A : C=C ; B : C=C ; C : C =C H Br H H H CH3 CH3 CH3 CH3 H CH3 CH2Br D : C=C ; E : C=C ; G : C =C H Br H CH2Br H H H ( hoặc I ) : CH3 ; I ( hoặc H ) : Br CH3 Br b. Các phương trình phản ứng : CH3-CH2-CH=CHBr + NaOH [ CH3-CH2-CH=CH-OH ] + NaBr CH3-CH2-CH2-CH=O CH3-CH=C-CH3 + NaOH [ CH3-CH=C-CH3 ] + NaBr Br OH CH3-CH2-C-CH3 O Nếu chất C và D , hoặc E và G là những đồng phân cấu taọ về vị trí của liên kết đôi C = C (đồng phân có liên kết đôi ở phía trong mạch bền hơn đồng phân có liên kết đôi ở đầu mạch, thí dụ CH3-CH=CBr-CH3 : C và CH3-CH2Br=CH2 : D ) 2) a. M = 5,25 . 16 = 84 (đvC ) ; M CnH2n = 84 12n + 2n = 84 n = 6 CTPT của M ( N ) : C6H12 . Theo các dữ kiện đầu bài , M và N có các CTCT : M : CH3 N : Cl Cl b. CH3 ; Cl CH3 ; CH3 ; -CH2Cl ; - -Cl (a1 ) ( a2 ) ( a3 ) ( a4) ( a5 ) a1 : 1-Clo-2-metylxiclopentan a2 : 1-Clo-3-metylxiclopentan a4 : Clometylxiclopentan a3 : 1-Clo-1-metylxiclopentan a5 : Cloxiclohexan c. Cấu dạng bền nhất của N : Vì : Dạng ghế bền nhất . Nhóm thế Cl ở vị trí e bền hơn ở vị trí a . Câu III : COOH 1) Axit xitric hay là axit limonic HOOC-CH2-C(OH)-CH2-COOH có các giá trị pKa là 4,76 ; 3,13 và 6,40 . Hãy gọi tên axit này theo danh pháp IUPAC và ghi ( có giải thích ) từng giá trị pKa vào nhóm chức thích hợp . 2) Đun nóng axit xitric tới 176oC thu được axit aconitic ( C6H6O6 ) . Khử axit aconitic sinh ra axit tricacbalylic ( hay là axit propan-1,2,3-tricacboxylic ) . Nếu tiếp tục đun nóng axit aconitic sẽ thu được hỗn hợp gồm axit itaconic ( C5H6O4 , không có đồng phân hình học ) và axit xitraconic ( C5H6O4 , có đồng phân hình học ) ; hai axit này chuyển hoá ngay thành các hợp chất mạch vòng cùng có công thức phân tử C5H4O3 Hãy viết sơ đồ các phản ứng xảy ra dưới dạng các công thức cấu tạo , và cho biết axit aconitic có đồng phân hình học hay không ? 3) Người ta có thể tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton và các hoá chất vô cơ cần thiết . Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra . Cách giải : 3,13 1) COOH COOH ở C3 có pKa nhỏ nhất vì HOOC - CH2 - C - CH2 - COOH chịu ảnh hưởng -I mạnh nhất của 4,76 OH 6,40 2 COOH và OH . (6,40) (4,76) Axit 2-hiđroxipropan-1,2,3-tricacboxylic 2) COOH 170oC COOH [H+] COOH HOOC-CH2C-CH-COOH HOOC-CH2C=CH-COOH HOOC-CH2CHCH2-COOH HO H -H2O ( C6H6O6) ( C6H8O7) Axit aconitic ( C6H8O6) Axit xitric Axit tricacbalylic to - CO2 HOOC-CH2-CH=CH-COOH HOOC-CH2-C=CH2 COOH ( C5H6O4) ( C5H6O4) Axit xitraconic Axit itaconic to - H2O to - H2O CH2 ( C5H4O3 ) ( C5H4O3 ) Axit aconitic có đồng phân hình học vì có đủ cả hai điều kiện cần và đủ . 3) O Cl2 O HC N CN CH3-C-CH3 Cl-CH2-C-CH2-Cl Cl-CH2-C-CH2-Cl x t OH 2 KCN - 2 KCl COOH H2O CN HOOC-CH2-C-CH2-COOH NC-CH2-C-CH2-CN OH H+ OH Câu IV : 1) X là một đisaccarit không khử được AgNO3 trong dung dịch amoniac. Khi thuỷ phân X sinh ra sản phẩm duy nhất là M (D-anđozơ , có công thức vòng ở dạng a). M chỉ khác D-ribozơ ở cấu hình nguyên tử C2 . CH3OH CH3I H2O M N Q dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl của M HCl xt bazơ xt H+ xt a. Xác định công thức của M , N , Q và X ( dạng vòng phẳng ) . b. Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra . 2) Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức thu được 26,2 gam khí CO2 ; 12,6 gam hơi H2O và 2,24 lít khí N2 ( đktc ) . Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol O2 . a. Xác định công thức phân tử của A . b. Xác định công thức cấu tạo và tên của A . Biết rằng A có tính chất lưỡng tính , phản ứng với axit nitrơ giải phóng nitơ ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có công thức C5H11O2N . Khi đun nóng A chuyển thành hợp chất vòng có công thức C6H10N2O2 . Hãy viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện (nếu có ) . A có đồng phân loại gì? Cách giải : 1) a. Từ công thức dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M suy ngược sẽ ra công thức của Q , N và M , từ đó suy ra X CH=O CH3O H H H H OCH3 H OCH3 CH3O OH CH2OH CH3O H dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M H2O / H+ H H CH3I / bazơ H H ( N ) ( Q ) HO OCH3 CH3O OCH3 HO H CH3O H CH3OH / HCl 5 OH H H H2O / x t H 2 3 ( M ) 4 4 1 1 4 4 ( X ) HO OH HO 3 2 OH HO H OH H 5 b.Viết ngược với sơ đồ trên . a. Số mol các sản phẩm sinh ra khi đốt cháy 0,2 mol chất A : - Nếu đốt cháy 1 mol A , số mol các sản phẩm sinh ra : 0,6 . 5 = 3 ( mol ) CO2 ; 0,7 . 5 = 3,5 (mol ) H2O ; 0,1 . 5 = 0,5 (mol ) N2 . Suy ra phân tử A chứa 3 nguyên tử C , 7 nguyên tử H và 1 nguyên tử N . Giả thiết A chứa nguyên tử O , công thức của A là CxHyOzNt . Phản ứng cháy : to CxHyOzNt + 3,75 O2 x CO2 + y/2 H2O + t/2 N2 (1) 3,75 + z/2 = x + y/4 (2) Biết x = 3 ; y = 7 ; t = 1 ; Giải (2) ta được z = 2 . Công thức phân tử của A : C3H7O2N b. A + HNO2 N2 , suy ra A chứa nhóm -NH2 . A + C2H5OH C5H11O2N , suy ra A chứa nhóm -COOH . Vậy A là aminoaxit to A hợp chất vòng C6H10N2O2 (do 2 phân tử A phản ứng với nhau loại đi 2 phân tử H2O ) , suy ra A là a - aminoaxit . NH2 Công thức cấu tạo của A : CH3-CH-COOH Tên của A : Alamin , axit a - aminopropionic . Các phương trình phản ứng : to C3H7O2N + 3,75 O2 3 CO2 + 3,5 H2O + 1/2 N2 CH3-CH-COOH + HNO2 CH3-CH-COOH + N2 + H2O NH2 OH HCl khan * CH3-CH-COOH + C2H5OH CH3-CH-COOC2H5 + H2O NH2 CO -ClNH3+ * 2 CH3-CH-COOH to CH3CH NH + 2 H2O NH3 NH2 NH CHCH3 NH2 CO CH3-CH-COOC2H5 + NH4Cl Câu V : 1) Có 5 lọ đựng riêng biệt các chất : cumen hay là isopropylbenzen ( A ), ancol benzylic ( B), anisol hay là metyl phenyl ete ( C ), benzanđehit ( D) và axit benzoic(E). Biết (A) , ( B ) , ( C ) , ( D ) là các chất lỏng . a. Hãy sắp xếp thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi , giải thích . b. Trong quá trình bảo quản các chất trên , có một lọ đựng chất lỏng thấy xuất hiện tinh thể . Hãy giải thích hiện tượng đó bằng phương trình phản ứng hoá học . c. Hãy cho biết các cặp chất nào nói trên có thể phản ứng với nhau . Viết các phương trình phản ứng và ghi điều kiện ( nếu có ) . 2) Trong quá trình điều chế metyl tert-butyl ete ( MTBE ) từ ancol , người ta thu được thêm 2 sản phẩm khác . a. Viết phương trình phản ứng điều chế MTBE từ hiđrocacbon . b. Viết công thức cấu tạo hai sản phẩm nói trên . c. Viết công thức cấu tạo các sản phẩm sinh ra và phương trình phản ứng khi cho MTBE tác dụng với HI . 3) Có một hỗn hợp các chất rắn gồm : p-toluiđin ( p-metylanilin ) , axit benzoic , naphtalen . Trình bày ngắn gọn phương pháp hoá học để tách riêng từng chất . Cách giải : a. Thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi : (CH3)2CHC6H5 < C6H5OCH3 < C6H5CH=O < C6H5CH2OH < C6H5COOH ( A ) ( C ) ( D ) ( B ) ( E ) 123 123 123 123 123 *-Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực (yếu hơn C) (yếu hơn D) -Không có -Có liên kết -Có liên kết -Không có -Không có liên kết hiđro liên hiđro liên liên kết liên kết hiđro . phân tử (yếu phân tử mạnh hiđro . hiđro . hơn của E ) . * A , B , C , D , E có khối lượng phân tử xấp xỉ nhau . b. Lọ đựng chất D ( C6H5CH=O ) 2 C6H5CH=O + O2 (k k) 2 C6H5COOH (lỏng) (rắn , tinh thể) c. H+ , to C6H5COOH + C6H5CH2OH C6H5COOCH2C6H5 + H2O H+ C6H5CH=O + C6H5CH2OH C6H5-CH-OCH2C6H5 OH H+ C6H5CH=O + 2 C6H5CH2OH C6H5CH(OCH2C6H5)2 + H2O 2)a. xt , to 2 CH4 + O2 2 CH3OH H+ , to (CH3)2C=CH2 + HOH (CH3)3C-OH Br2 NaOH d.d ( Hoặc (CH3)3CH (CH3)3C-Br (CH3)3C-OH + Br- ) a.s %140oC CH3OH + (CH3)3C-OH CH3-O-C(CH)3 + H2O H+ b. %140oC CH3OH + CH3OH CH3-O-CH3 + H2O H+ %140oC (CH3)3C-OH + (CH3)3C-OH (CH3)3C-O-C(CH)3 + H2O H+ c. CH3-O-C(CH)3 + HI CH3OH + (CH3)3C-I 3)-Khuấy đều hỗn hợp rắn với lượng dư dung dịch NaOH loãng , chỉ axit benzoic phản ứng tạo thành natri benzoat tan ; hai chất còn lại không phản ứng , lọc tách lấy hỗn hợp rắn và dung dịch . Axit hoá dung dịch natri benzoat bằng dung dịch HCl loãng : C6H5COOH + NaOH C6H5COONa + H2O ( rắn ) ( tan ) C6H5COONa + HCl C6H5COOH + NaCl -Khuấy hỗn hợp rắn còn lại ( p-toluidin , naphtalen) với lượng dư dung dịch HCl loãng , chỉ p-toluidin phản ứng tạo muối tan . Lọc tách lấy naphtalen ; kiềm hoá dung dịch muối , thu được p-toluidin : p-CH3C6H4NH2 + HCl p-CH3C6H4N+H3Cl- ( rắn ) (tan) p-CH3C6H4N+H3Cl- + NaOH p-CH3C6H4NH2 + NaCl + H2O -Có thể tách theo trình tự sau : NaOH loãng p-CH3C6H4N+H3Cl- p- toluidin HCl loãng , dư (tan) Hỗn hợp rắn lọc NaOH loãng, dư Axit benzoic + naphtalen lọc 123 ( không tan ) HCl loãng C6H5COONa C 6H5COOH (tan) Naphtalen (không tan) ---------------------------------- Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) Câu I : 1) Cho các chất sau : HNO3 , Cu , Fe , Na , S , C , NaNO3 , Cu(NO3)2 , NH4NO3. Hãy viết tất cả các phương trình phản ứng có thể tạo ra khí NO2 , ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có) . 2) Muối amoni và muối kim loại kiềm giống và khác nhau cơ bản ở những điểm nào ? Nêu ra một vài thí dụ cụ thể . 3) Trong phòng thí nghiệm hoá học có 8 lọ hoá chất mất nhãn đựng riêng biệt các dung dịch: NaCl, NaNO3 , MgCl2 , Mg(NO3)2 , AlCl3 , Al(NO3)3 , CrCl3 , Cr(NO3)3 . Bằng phương pháp hoá học , làm thế nào nhận biết được mỗi dung dịch ? Viết các phương trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện ( nếu có ) . 4) Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây ( có định luật bảo toàn nào được dùng khi hoàn thành phương trình trên ? ) . a. 92U238 90Th230 + ... b. 92U235 82Pb206 + ... Lời giải Các phương trình phản ứng tạo ra NO2 : Cu + 4 HNO3 đặc = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O to Fe + 6 HNO3 đặc = Fe(NO3)3 + 3 NO2 + 3 H2O Na + 2 HNO3 đặc = NaNO3 + NO2 + H2O to S + 6 HNO3 đặc = H2SO4 + 6 NO2 + 2 H2O to C + 4 HNO3 đặc = CO2 + 4 NO2 + 2 H2O to 2 Cu(NO3)2 = 2 CuO + 4 NO2 + O2 4 HNO3 = 4 NO2 + O2 + 2 H2O 2) - Muối amoni và muối kim loại kiềm, liên kết trong phân tử thuộc liên kết ion, đều tan nhiều trong nước và khi tan điện li mạnh . - Muối amoni và muối kim loại kiềm khác nhau nhiều về độ bền bởi nhiệt : Muối kim loại kiềm có thể nóng chảy ở nhiệt độ cao và không bị phân huỷ còn muối amoni rất kém bền , khi đun nóng phân huỷ dễ dàng . (Ví dụ NaCl nóng chảy ở 800oC và sôi ở 1454oC , NH4Cl phân huỷ ở 350oC ; Na2CO3 nóng chảy ở 850oC , (NH4)2CO3 phân huỷ ở nhiệt độ thường ; NaNO2 nóng chảy ở 284oC chưa phân huỷ, NH4NO2 phân huỷ ở > 70oC ). - Khác với muối của kim loại kiềm, muối amoni là muối của bazơ yếu nên khi thuỷ phân cho dung dịch có tính axit NH4+ + H2O = NH3 + H3O+ - Muối amoni tác dụng dễ dàng với kiềm giải phóng khí NH3 NH4Cl + NaOH = NH3 + NaCl + H2O 3) Học sinh có thể làm theo cách sau : Đánh số thứ tự các lọ hoá chất mất nhãn rồi lấy ra một lượng nhỏ vào các ống nghiệm (mẫu A) để làm thí nghiệm, các ống nghiệm này cũng được đánh số thứ tự theo các lọ. Cho dung dịch AgNO3 lần lượt vào mỗi ống nghiệm (mẫu A) . Nếu thấy kết tủa trắng, nhận ra các dung dịch muối clorua . AgNO3 ¯ trắng AgCl , suy ra các dung dịch: NaCl, MgCl2 , AlCl3 ,CrCl3 . Mẫu A Không có hiện tượng phản ứng , suy ra các dung dịch : NaNO3 , Mg(NO3)2 , Al(NO3)3 , Cr (NO3)3 . Cho dung dịch NaOH (dư) vào lần lượt các dung dịch muối clorua : -Nhận ra dung dịch MgCl2 do tạo ra ¯ trắng Mg(OH)2 . MgCl2 + 2 NaOH = Mg(OH)2 ¯ trắng + 2 NaCl. - Thấy không có hiện tượng phản ứng , nhận ra dung dịch NaCl . - Thấy các kết tủa rồi tan trong dung dịch NaOH ( dư ) , suy ra 2 dung dịch còn lại là AlCl3 , CrCl3 . Tiếp tục thêm nước brom vào : thấy dung dịch xuất hiện màu vàng do Cr+3 bị oxi hoá thành Cr+6 , nhận ra dung dịch CrCl3 . Còn lại dung dịch AlCl3 . AlCl3 + 3 NaOH = Al(OH)3 ¯ + 3 NaCl. Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2 H2O CrCl3 + 3 NaOH = Cr(OH)3 ¯ + 3 NaCl. Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2 + 2 H2O 2 NaCrO2 + 3 Br2 + 8 NaOH = 2 Na2CrO4 + 6 NaBr + 4 H2O -Nhận ra mỗi dung dịch muối nitrat cũng làm tương tự như trên . 4) áp dụng định luật bảo toàn vật chất ( bảo toàn số khối , bảo toàn điện tích ) để hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân a. 92U238 90Th230 + 2 2He4 + 2b- b. 92U235 82Pb206 + 7 2He4 + on1 + 4b- Câu II : 1) Để xác định hàm lượng oxi tan trong nước người ta lấy 100,00 ml nước rồi cho ngay MnSO4(dư) và NaOH vào nước . Sau khi lắc kĩ (không cho tiếp xúc với không khí) Mn(OH)2 bị oxi oxi hoá thành MnO(OH)2 . Thêm axit (dư) , khi ấy MnO(OH)2 bị Mn2+ khử thành Mn3+. Cho KI ( dư ) vào hỗn hợp , Mn3+ oxi hoá I- thành I3-. Chuẩn độ I3- hết 10,50 ml Na2S2O3 9,800.10-3 M. a. Viết các phương trình ion của các phản ứng đã xảy ra trong thí nghiệm . b. Tính hàm lượng ( mmol / l ) của oxi tan trong nước . 2) Từ các nguyên tố O , Na , S tạo ra được các muối A , B đều có 2 nguyên tử Na trong phân tử . Trong một thí nghiệm hoá học người ta cho m1 gam muối A biến đổi thành m2 gam muối B và 6,16 lít khí Z tại 27,3oC ; 1 atm . Biết rằng hai khối lượng đó khác nhau 16,0 gam . a. Hãy viết phương trình phản ứng xảy ra với công thức cụ thể của A , B . b. Tính m1 , m2 . Lời giải a. Các phương trình phản ứng : Mn2+ + 2 OH- Mn(OH)2 ¯ 2 Mn(OH)2 + O2 2 MnO(OH)2 (1) MnO(OH)2 ¯ + 4 H+ + Mn2+ = 2 Mn3+ + 3 H2O (2) 2 Mn3+ + 3 I- = 2 Mn2+ + I3- (3) I3- + 2 S2O32- = S4O62- + 3 I- (4) Hàm lượng ( mmol / l ) của oxi tan trong nước : 2) a. Đặt A là Na2X ; B là Na2Y , ta có : Na2X Na2Y + Z Z có thể là H2S , SO2 . Vậy Cứ 0,25 mol thì lượng A khác lượng B là 16,0 g . So sánh các cặp chất , thấy A : Na2S ; B : Na2SO4 . Vậy : Na2S + H2SO4 Na2SO4 + H2S ư b. Tính m1 , m2 : m1 = 78 ´ 0,25 = 19,5 (g) m2 = 19,5 + 16,0 = 142,0 ´ 0,25 = 35,5 (g) Câu III : 1) Viết các phương trình phản ứng xảy ra ( nếu có) của khí clo , tinh thể iot tác dụng với : a. Dung dịch NaOH ( ở nhiệt độ thường , khi đun nóng ) b. Dung dịch NH3 . 2) Trong công nghệ hoá dầu , các ankan được loại hiđro để chuyển thành hiđrocacbon không no có nhiều ứng dụng hơn . Hãy tính nhiệt của mỗi phản ứng sau: C4H10 C4H6 + H2 ; DHo1 (1) CH4 C6H6 + H2 ; DHo2 (2) Biết năng lượng liên kết , E theo kJ.mol-1 , của các liên kết như sau : E , theo kJ.mol-1 435,9 416,3 409,1 587,3 Liên kết H-H C-H C-C C=C ( Với các liên kết C-H , C-C , các trị số ở trên là trung bình trong các hợp chất hiđrocacbon khác nhau ) . Lời giải: 1) a. Các phương trình phản ứng của khí clo , tinh thể iot với dung dịch NaOH (ở to thường , khi đun nóng) : nguội Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaOCl + H2O nóng 3 Cl2 + 6 NaOH = 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O 3 I2 + 6 NaOH = 5 NaI + NaIO3 + 3 H2O b.Các phương trình phản ứng của khí clo , tinh thể iot với dung dịch NH3 : 3 Cl2 + 8 NH3 = N2 + 6 NH4Cl 3 I2 + 5 NH3 = NI3.NH3 + 3 NH4I 2) Tính nhiệt của phản ứng : * Tìm hệ số cho các chất C4H10 C4H6 + H2 ; DHo1 (1) hay H3C - CH2- CH2-CH3 CH2=CH-CH=CH2 + 2H2 6 CH4 C6H6 + 9 H2 ; DHo2 (2) m n Trong đó Ei , Ej là năng lượng liên kết * Từ DHophản ứng = ồ ni Ei _ ồ nj Ej ở vế đầu và cuối (tham gia , tạo thành) i = 1 j = 1 trong phản ứng . ni , nj số liên kết thứ i , thứ j . Do đó DHo1 = ( 10 EC-H + 3EC-C ) - (6 EC-H + 2 EC=C + EC-C + 2 EH-H ) Thay số , tính được DHo1 = + 437,0 kJ.mol-1 Tương tự , ta có DHo2 = 24 EC-H - ( 3EC-C + 3 EC=C + 6 EC-H + 9 EH-H ) Thay số , tính được DHo2 = + 581,1 kJ.mol-1. (DHo2 > 0 , phản ứng thu nhiệt ) . Câu IV : 1) Hãy viết phương trình hoá học và cấu hình electron tương ứng của chất đầu , sản phẩm trong mỗi tường hợp sau đây : a. Cu2+ ( z = 29 ) nhận thêm 2 e b. Fe2+ ( z = 26 ) nhường bớt 1 e c. Bro ( z = 35 ) nhận thêm 1 e d. Hgo ( z = 80 ) nhường bớt 2 e 2) Hoà tan 7,180 gam sắt cục chứa Fe2O3 vào một lượng rất dư dung dịch H2SO4 loãng rồi thêm nước cất đến thể tích đúng 500 ml . Lấy 25 ml dung dịch đó rồi thêm dần 12,50 ml dung dịch KMnO4 0,096 M thì xuất hiện màu hồng tím trong dung dịch . a. Xác định hàm lượng (phần trăm về khối lượng) của Fe tinh khiết trong sắt cục . b. Nếu lấy cùng một khối lượng sắt cục có cùng hàm lượng của Fe tinh khiết nhưng chứa tạp chất FeO và làm lại thí nghiệm giống như trên thì lượng dung dịch KMnO4 0,096 M cần dùng là bao nhiêu ? Lời giải: 1) a. Cu2+ + 2e Cuo [Ar] 3d9 + 2e [Ar] 3d10 4s1 b. Fe2+ - e Fe3+ [Ar] 3d6 - e [Ar] 3d5 c. Bro + e Br - [Ar] 3d10 4s2 4p5 + e [Ar] 3d10 4s1 4p6 = [Kr]- d. Hgo - 2e Hg2+ [Xe] 4f14 5d10 6s2 - 2e [Xe] 4f14 5d10 Kí hiệu [Ar] chỉ cấu hình e của nguyên tử Ar ( z = 18 ) [Kr] Kr ( z = 36 ) [Xe] Xe ( z = 54 ) 2) a. Xác định hàm lượng của Fe trong sắt cục . Gọi x là số mol Fe2O3 và y là số mol Fe có trong 7,180 g sắt cục . Fe2O3 + 3 H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3 H2O x mol x mol Fe2(SO4)3 + Fe = 3 FeSO4 x mol x mol 3 x mol Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2ư ( y - x ) mol ( y - x ) mol 10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O Số mol FeSO4 có trong 500 ml dung dịch : Hệ phương trình : ỗ 59,691 x + 55,847 y = 7,180 x ằ o,1 mol = 1,596 g ỗ 2 x + y = 0,120 y = 7,180 - 1,596 = 5,584 g 5,584 ´ 100 Hàm lượng Fe tinh khiết = 77,77 % 7,180 b. Nếu tạp chất là FeO thì lượng dung dịch KMnO4 0,096 M cần dùng : FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2ư Số mol FeSO4 có trong 500 ml dung dịch : 0,0222 + 0,0999 = 0,1221 (mol) Thể tích dung dịch KMnO4 0,096 M cần dùng để tác dụng đủ với 25 ml dung dịch FeSO4 : CâuV: 1) Cho: Eo ở 25oC của các cặp Fe2+ / Fe và Ag+ / Ag tương ứng bằng - 0,440 V và 0,800 V. Dùng thêm điện cực hiđro tiêu chuẩn , viết sơ đồ của pin được dùng để xác định các thế điện cực đã cho . Hãy cho biết phản ứng xảy ra khi pin được lập từ hai cặp đó hoạt động . 2) a. Hãy xếp các nguyên tố natri , kali , liti theo thứ tự giảm trị số năng lượng ion hoá thứ nhất ( I1). Dựa vào căn cứ nào về cấu tạo nguyên tử để đưa ra qui luật sắp xếp đó ? b. Dựa vào cấu hình electron , hãy giải thích sự lớn hơn năng lượng ion hoá thứ nhất ( I1 ) của Mg so với Al ( Mg có I1 = 7,644 eV ; Al có I1 = 5,984 eV ) . Lời giải: 1) Å H2 ( Pt ) ù H+ 1M ùù Fe2+ 1M ù Fe y p = 1at EoFe2+/ Fe = - 0,440 V cực Fe : cực y ; cực H : cực Å Phản ứng : Fe - 2e = Fe2+ 2 H+ + 2e = H2 Fe + 2 H+ = Fe2+ + H2 y H2 ( Pt ) ù H+ 1M ùù Ag+ 1M ù Ag Å p = 1at EoAg+/Ag = 0,800 V cực Ag : cực Å ; cực H : cực y Phản ứng : H2 - 2e = 2H+ Ag+ + e = Ag H2 + 2 Ag+ = 2Ag + 2 H+ y Fe Fe2+ Ag+ 1M Ag Å Eopin = EoAg+/Ag - EoFe2+/ Fe = 1,24 V cực Ag : cực Å ; cực Fe : cực y Phản ứng : Fe - 2e = Fe2+ 2 Ag+ + 2e = 2 Ag Fe + 2 Ag+ = 2Ag + 2 Fe2+ 2) a. Thứ tự giảm I1 là Li , Na , K Căn cứ : Các nguyên tố đó đều thuộc nhóm I , có 1 e hoá trị từ trên xuống : z ọ ( z = 7 đ z = 19 ) r ọ r tăng nhanh hơn nên lực hút giữa hạt nhân với 1e hoá trị giảm từ trên xuống . Kết quả: I1 giảm từ trên xuống . Mg ( z = 12 ) có 1s22s22p63s2 Al ( z = 13 ) có 1s22s22p63s23p1 Khi tách 1 e của Mg từ phân lớp bão hoà 3s1 phải tốn nhiều năng lượng hơn khi tách 1 e của Al từ phân lớp chưa bão hoà 3p1 . Do đó Mg có I1 lớn hơn Al .
File đính kèm:
Thi HSG Quoc GiaDe Thi 2000.doc
