Đề thi năng khiếu môn Hóa lớp 11 11H lần 2 năm học 2019- 2020 trường THPT Chuyên Nguyễn Trãi - Hải Dương.

TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI Tổ Hóa học ĐỀ THI NĂNG KHIẾU LỚP 11 Môn: Hóa học - Lần thứ 2 – Năm học 2019- 2020 Thời gian làm bài: 180 phút Ngày thi: 21 tháng 10 năm 2019 Câu 1( 2 điểm): 1. Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử SO2 và CO2 theo thuyết VB. So sánh về tính chất vật lý, tính chất hóa học giữa CO2 và SO2 2. Để bảo vệ các thiết bị bằng sắt người ta thường phủ lên trên bề mặt thiết bị một lớp kim loại khác như kẽm, thiếc, crôm... Hãy giải thích tại sao vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc trên bề mặt bị phá huỷ nhanh hơn lớp phủ kẽm? 3. So sánh tính axit của: a. Axit bixiclo [1.1.1] pentan-1-cacboxylic (A) và axit 2,2-đimetyl propanoic (B) b. C6H5CO2H (E), C6H5CO3H (F) và C6H5SO3H (G) Câu 2.(2 điểm) 1. Khi cho dòng điện có cường độ 0,804 A đi trong 2 giờ qua 160ml dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 ở catot thoát ra 3,44g hỗn hợp của hai kim loại . Xác định nồng độ mol của hai muối trong dung dịch ban đầu nếu biết dung dịch thu được khi kết thúc thí nghiệm không chứa ion đồng và ion bạc. 2. Đổ 10ml CH3COOH pH = 3,5 vào 10ml NaOH pH = 11,5. Tính pH của hỗn hợp. (CH3COOH pKa = 4,76) Câu 3: (2 điểm) Cho các chất sau : cumen, ancol benzylic, anizol , benzanđehit và axit benzoic. a) Viết công thức cấu tạo của mỗi chất và gọi tên IUPAC tương ứng. b) So sánh nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của chúng, giải thích. c) Hãy nêu phương pháp hóa học nhận biết từng chất. d) Từ benzen và các chất hữu cơ chứa không quá 3 nguyên tử C, hãy viết phương trình phản ứng điều chế ra các chất trên. Câu 4: (2 điểm) 1. Cho 1 kim loại A tác dụng với 1 dung dịch nước của muối B. Hãy tìm các kim loại và các dung dịch muối thỏa mãn A, B nếu xảy ra một trong các hiện tượng sau đây: a) Kim loại mới  bám lên kim loại A f) Có một chất khí  vừa có kết tủa màu trắng lẫn xanh b) Dung dịch đổi màu từ vàng  xanh g) Có 2 khí  c) Dung dịch mất màu vàng h) Có khí  và có kết tủa keo trắng rồi tan hết khi dư A. d) Không có hiện tượng gì i) Có khí  và có chất lỏng tạo ra phân thành 2 lớp e) Có một chất khí  k) Có khí  và có kết tủa và chất lỏng tạo ra phân thành 2 lớp 2. Cho từ từ HCl vào dung dịch A chứa a mol Ba(OH)2 và b mol Ba(AlO2)2. Đồ thị biểu diễn số mol Al(OH)3 theo số mol HCl như sau: Nếu cho dung dịch A ở trên tác dụng với 700 ml dung dịch H2SO4 1M thì thu được bao nhiêu gam kết tủa? Câu 5: (2 điểm) 1. Cho sơ đồ chuyển hóa: OH H COOC2H5 (COOC2H5)2 PBr3 A KCN B H+ C C2H5OH C2H5ONa H+ (D) OCH3 OCH3 HCOOC2H5 (C2H5O)2CO E F G a) Cho biết cấu tạo của các chất từ A đến G. b) Giải thích sự hình thành các chất E, F, G. 2. Hai hợp chất X, Y đều chứa các nguyên tố C, H, O khối lượng phân tử của chúng lần lượt là M X, MY trong đó MX < MY < 130. Hòa tan 2 chất đó vào dung môi trơ được dung dịch E. Cho E tác dụng với NaHCO3 dư thì số mol CO2 bay ra luôn luôn bằng tổng số mol của X và Y, không phụ thuộc vào tỉ lệ số mol của chúng trong hỗn hợp. Lấy 1 lượng dung dịch E có chứa 3,6 gam hỗn hợp X, Y, ứng với tổng số mol của X, Y là 0,05mol , cho tác dụng hết với Na thu được 784 ml H 2 đktc. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của X và Y, biết chúng không có phản ứng tráng bạc, không làm mất màu nước brom. …………Hết………… ®¸p ¸n ®Ò thi n¨ng khiÕu líp 11 ho¸ lÇn thø 2 Môn: Hóa học - Năm học 2019- 2020 Ngày thi: 21 tháng 10 năm 2019 Câu Nội dung 1.1 1- Sự hình thành liên kết trong phân tử SO2 theo thuyếtVB:( Vẽ hình) Nguyên tử lưu huỳnh ở trạng thái lai hóa sp2 Một obital lai hóa có 1 electron độc thân xen phủ với obital của nguyên tử oxi cũng có eletron độc thân tạo liên kết . - Một obital lai hóa có 2 eletron tạo nên liên kết cho nhận với nguyên tử oxi thứ hai. - Một obital lai hóa có 2 electron còn lại không tham gia liên kết. - Một obital không lai hóa của S tạo liên kết π với obital p chứa 1e độc thân của nguyên tử oxi. - Sự rút ngắn mạnh độ dài của liên kết S-O cho thấy ngoài liên kết  kiểu p-p còn có một phần của liên kết  kiểu pd tạo nên bởi obitan p có cặp e tự do của oxi và obitan d trống của S * Sự hình thành liên kết trong phân tử CO2 theo thuyếtVB:( Vẽ hình) Nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hóa sp. - Hai obital lai hóa của C mỗi obitan có 1 electron độc thân xen phủ với 2 obital của 2 nguyên tử oxi cũng có eletron độc thân tạo ra 2 liên kết . - Hai obital không lai hóa của C xen phủ với obital p chứa 1e độc thân của hai nguyên tử oxi tạo 2 liên kết π 2- So sánh SO2 và CO2 a) Tính chất vật lí:Nhiệt độ hóa lỏng, nhiệt độ hóa rắn của CO2< SO2, SO2 tan nhiều trong nước hơn CO2 do cấu tạo phân tử CO2 là phân tử thẳng, ít phân cực hơn b) Tính chất hóa học: SO2, CO2 dều là oxit axit. Dung dịch SO2 có tính axit mạnh hơn dung dịch CO2. SO2 + H2O= H2SO3 = H+ + HSO3CO2 + H2O= H2CO3 = H+ + HCO3SO2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, CO2 có tính oxi hóa không thể hiện tính khử.do S trong SO2 có số oxi hóa là +4 là trạng thái oxi hóa trung gian, C trong CO 2 ở trạng thái oxi hóa cao nhất là +4. Ví dụ: SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O ( oxi hóa) 2SO2 + O2 = 2SO3 CO2 + Mg = MgO + C (khử) (oxi hoá) 1.2 - Vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc trên bề mặt bị ăn mòn điện hoá. Giải thích: Lớp sắt tạo ra với thiếc một pin điện, ở catôt (cực dương) là thiếc còn anôt (cực âm) là sắt. Sắt bị ăn mòn, ion sắt chuyển vào dung dịch và có sự khử hiđro trên thiếc (ion H + trong nước có hoà tan CO2). - Trường hợp sắt phủ kẽm thì sắt trở thành catôt của pin điện, còn kẽm đóng vai trò anôt (điện thế của kẽm thấp hơn điện thế của sắt), tại đây kẽm bị phá huỷ tạo ra các muối bazơ như ZnOH2CO3 hoặc Zn(OH)2. ZnCO3 , Lớp muối này ít tan ngăn dung dịch điện phân tiếp xúc với bề mặt kim loại, hạn chế quá trình phá huỷ. Vậy vật liệu bằng sắt phủ lớp thiếc thì bị phá huỷ nhanh hơn khi phủ vật liệu bằng sắt phủ lớp kẽm. 1.3 a. Tính ax: A > B là do: Điểm 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 H3C COOH COOH H3C H3C +I +I 0,25 H3C COOH3C COO- H3C Bị solvat hóa tốt hơn Bị solvat hóa kém do hiệu ứng không gian b. Tính axit: .. .. O -O-H H3C 0,25 .. < C H3C < C H3C S OH O O 2.1 O O -H O 1,0 nAgNO3 = x = nAg+ n = y = nCu2+ Cu(NO3)2 Khi cã dßng ®iÖn 1 chiÒu ®i qua, anot ( +) NO3- , H2O catot ( - ) Ag+ , Cu2+, H2O Ag+ + 1 e Cu2+ + 2 e 4H+ + O2 + 4e 2H2O Ag Cu mcatot = 108x + 64 y = 3,44 ¸ p dông ph- ¬ng tr×nh ®Þnh luËt Fara®©y: 108 I t1 I t1 108x = x= F 1. F m= AIt nF x+2y= 64 y = 64 I t1 2y = 2. F I t2 I ( t1 + t2 ) F = 0,804. 2.3600 = 0,06 96500 F Gi¶i hÖta ®- î c x= y= 0,02 CM ( AgNO3) = CM ( Cu(NO3)2) = 0,02:0,16 = 0,125M 2.2 3 CH3COOH = CH3COO- + H+ C0 0 C - 10-3,5 10-3,5 10-3,5 (103,5 ) 2   104,76  C 0  6.103 M 0 3, 5 C  10  trộn CH3COOH = 2,97.10-3 NaOH = Na+ + OH[OH-] = 10-2,5  C0NaOH = 1,58.10-3 Sau khi trộn phản ứng : CH3COOH + OH-  CH3COO- + H2O 2,97.10-3 1,58.10-3 1,39.10-3 _______ 1,58.10-3 Theo phương trình giới hạn : CH3COOH . Ca = 1,39.10-3 CH3COO- . Cb = 1,58.10-3 CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 10-4,76 1,39.10-3 1,58.10-3 -3 1,39.10 - x 1,58.10-3 + x  x = 1,53.10-5 a) (0,5 điểm) C6H5CH(CH3)2 isopropylbenzen C6H5CH2OH rượu benzylic C6H5OCH3 , metyl phenyl ete C6H5CH=O, benzencacbanđehit C6H5COOH . axit benzencacboxylic 1,0 b) 0,5 điểm- có giải thích) Điểm sôi, điểm chảy : cumen < anizol < benzanđehit < ancolbenzylic < axit benzoic. c) ( 0,5 điểm) Axit benzoic tan trong dung dịch NaHCO3 có khí thoát ra: C8H5COOH + NaHCO3  C6H5COONa + H2O + CO2  Benzanđehit có phản ứng tráng guơng : C6H5CHO + 2[Ag(NH3)2]OH C6H5COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O Ancol benzylic phản ứng với natri cho khí H2 thoát ra ( hoặc chuyển CuO đen thành Cu (đỏ)) Còn lại C6H5OCH3 và C6H5CH(CH3)2 thì chỉ có C6H5OCH3 là tan được trong axit sunfuric đặc nguội C6H5OCH3 + H2SO4  C6H5-OH+- CH3 + HSO4– d)( 0,5 điểm) CHCl2 CH=O NaOH CH2OH H2/Ni H+ CCl3 CH3 + CH3Cl + Cl2 AlCl3 CH 2 =CH -C H + H+ 3 as CH(CH3)2 OH H3O+,100oC 4.2 a) Fe + CuSO4  b) Fe3+  Cu2+ . NaOH H+ + O2 4.1 COOH OCH3 1. NaOH 2. CH3Cl 1 c) Fe3+  Fe2+ . d) Cu + NaNO3 e) H2  f) H2  + BaSO4 + Cu(OH)2  g) H2 + NH3 h) H2  + Al(OH)3 i) H2  + C6H5NH2 . k) H2  + C6H5NH2 + BaSO4  2HCl + Ba(OH)2  BaCl2 + 2H2O (1) 2HCl + Ba(AlO2)2 + 2H2O  BaCl2 +2Al(OH)3 (2) 3HCl + Al(OH)3  AlCl3 + 3H2O (3) Tại nHCl = 0,6 mol , bên trái đỉnh = > Kết tủa đang tăng => Ba(AlO2) dư => nHCl = 2nBa(OH)2 + nAlO2 pứ ; nAlO2 pứ = nAl(OH)3 = 0,2 mol => a = 0,2mol +) Tại nHCl = 1,1 mol bên phải đỉnh => Kết tủa đang giảm => Al(OH) 3 tan 1 phần => 3nAl(OH)3 = 4nAlO2 – (nH+ - nOH) => b = 0,2 mol nH2SO4 = 0,7 mol => nAl(OH)3 = 1/3[4nAlO2– (nH+ - nOH)] = 0,2 molnBaSO4 = nBa2+ = 0,4 mol => mkết tủa = mAl(OH)3 + mBaSO4 =108, 8g 0,25 0,25 0,25 0,25 (A) 5.1 Br OMe Br OMe (B) (C) (E) O COOH CN Br C2H5O2C C OC2H5 C O OMe OMe OMe OMe (F) 0,5 (G) O O C2H5O2C C2H5O2C C C OC2H5 H OMe OMe Giải thích sự hình thành của E: OC2H5 H COOC 2H5 - COOC 2H5 HC C2H5ONa OCH3 5.2 OCH3  H5 C2 O C O H5 C2 O C O H5C2OOC - C O COOC 2H5 OCH3 O H5C2OOC - C2H5O - COOC 2H5 0,5 OCH3 Giải thích tương tự cho F và G. E tác dụng với Na2CO3 sinh ra CO2 chứng tỏ E chứa –COOH. Gọi công thức 2 chất R1(COOH)x và R2(COOH)y Với số mol lầ lượt a, b. Khi đó số mol CO2 là ax+by = a+b, không phụ thuộc a, b nên x=y=1. Xét 7,2 g X, Y Đặt CT chung R(COOH), Khi tác dụng NaHCO 3 thu được nCO2=0,1=n(A,B) =n-COOH nên M(X,Y)=7,2/0,1=72→R=72-45=27. Khi phản ứng Na→H2 thu nH2=0,07 mol chứng tỏ nH linh động trong E là 0,07.2=0,14> nCOOH nên X, Y vẫn còn –OH Đặt R’(OH)k(COOH) + Na→(k+1)/2 H2 0,1 0,07 →k=0,4 <1 nên X không chứa –OH, Y chứa 1 hoặc 2-OH (không thể là 3 vì MY<130). TH1 : Y chứa 1-OH khi đó X là R1(COOH) a(mol) Y là R2’(OH)(COOH) b(mol) Ta có a+b=0,1 b.1= 0,4.0,1 R1.a + (R2’+17)b= 27.0,1→ 3R1 + 2R2’= 101 X, Y không làm mất màu nước Br2, không tráng bạc nên X, Y là hợp chất no Nghiệm thỏa mãn R1= 15- ; R2’=28 nên X là CH3COOH; Y là C2H4(OH)(COOH) TH2: Y chứa 2 nhóm –OH tương tự ta tính được 4R1 + R2’= 118 Nghiệm thỏa mãn R1= 15; R2 = 41 nên X CH3COOH; Y là C3H5(OH)2(COOH) 0,25 0,25 0,25 0,25