Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh Bình Định lớp 12 THPT năm học 2004-2005 (bảng A) môn: Hoá học ( vòng 2 )

SỞ GD-ĐT BÌNH ĐỊNH ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH 
 Đề chính thức LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2004-2005
 ---------- ---------------------
 (Bảng A) Môn: HOÁ HỌC ( Vòng 2 )
 Thời gian làm bài:180 phút 
 (Không kể thời gian phát đề)
 Ngày thi : 12-12-2004
Câu 1 (3,0 điểm): Hoàn thành các phương trình phản ứng theo các sơ đồ sau:
a) n-Hecxan A1 A2 Phenol A3 A4 A5 Tơnilon 6,6
b) Glixerin B1 B2 B3 B4
c) Propan C1 C2 C3 C4 C5
Biết ở sơ đồ (c) chất C4 tạo kết tủa trong dung dịch AgNO3/NH3. 
Câu 2 (3,5 điểm): a) Hãy giải thích tại sao khác với rượu metylic và tương tự metylclorua, anđehit fomic là chất khí. Song tương tự rượu metylic và khác metylclorua, anđehit fomic tan rất tốt trong nước. 
b) Phản ứng giữa foman đehit và glixerin tạo ra hai sản phẩm vòng 5 cạnh là đồng phân. Viết công thức cấu tạo của sản phẩm và sơ đồ chuyển hóa minh họa.
c) Khi tiến hành điều chế axit lactic từ anđehit axetic và axit xianhiđric HCN, ngoài sản phẩm mong muốn ta còn thu được hợp chất hữu cơ X C6H8O4. Viết công thức cấu tạo của X và các phương trình phản ứng xảy ra. 
Câu 3 (3,0 điểm): A và B là hai hợp chất hữu cơ đồng phân của nhau có M < 250 và chỉ chứa hai nguyên tố. A trong dung AgNO3/NH3 tạo ra C và A trong dung dịch HgSO4/ t0 tạo ra D.
	Đun nóng D với dung dịch KMnO4 sinh ra sản phẩm hữu cơ duy nhất E có công thức 
 (CH3)3C-CH2-CH-CH-COCH3
 HOOC CH2COOH
Đốt cháy hoàn toàn m gam B ta thu được m gam nước. B không tác dụng với Br2/Fe/t0. Đun nóng hơi B với Br2 chiếu sáng ta thu được dẫn xuất mono brom duy nhất G.
Xác định công thức cấu tạo của A,B.
Đung nóng B với dung dịch KMnO4 dư ta thu được dung dịch X. Đem X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra Y. Đun nóng Y thu được sản phẩm Z ( gồm 2 nguyên tố ) 
Viết sơ đồ các phản ứng và xác định công thức cấu tạo của X,Y Z.
Câu 4 (3,5 điểm): Cho các chất sau 
Alanin (Ala): CH3-CH-COOH
 NH2
Axit glutamic (Glu):HOOC-(CH2)2-CH-COOH
 NH2
Lysin (Lys): NH2-(CH2)4-CH-COOH
 NH2
Nhận biết các dung dịch trên chứa trong các lọ mất nhãn.
b) Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH thu được khi amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực với điện tích bằng không. Viết phương trình điện li của Lysin ( một bazơ) và xác định pI của Lys ( biết pKa1 = 2,18; pKa2 =8,95 và pKa3 = 10,53).
c) Thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit A ta thu được 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol NH3. A không phản ứng với 2,4-đinitro flobenzen và A chỉ có 1 nhóm cacboxyl tự do. Thủy phân A nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu được alanin. Xác định công thức cấu tạo của A. 
Câu 5 (3,5 điểm):Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí CO2,H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 ở O0C thu được 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO3 tăng thêm 2,54 gam. Khí thoát ra khỏi bình AgNO3 dẫn vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện kết tủa, lọc bỏ kết tủa, dung dịch còn lại đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thấy xất hiện thêm kết tủa, tổng kết tủa ở hai thí nghiệm sau là 13,49 gam.
Tìm công thức phân tử của X, biết MX < 230 gam/mol.
A,B,D là các đồng phân của X thoả mãn điều kiện sau:
43 gam A + NaOH dư 12,4 gam C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl
B + NaOH dư Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O 
D + NaOH dư Muối D1 + CH3COONa + NaCl + H2O
Lập luận tìm công thức cấu tạo của A,B và D. Biết A, B có cấu trúc đối xứng. D làm đỏ giấy quì ẩm.
Câu 6 (3,5 điểm ): 1/ Cho 1,88 gam C8H12O5 tác dụng hết với dung dịch NaOH , sau đó cô cạn thì thu được một rượu và 2,56 gam chất rắn X gồm NaOH dư và hai muối của 2 axit hữu cơ đơn chức. Nếu đốt cháy hết X trong oxi, thu được hơi H2O, CO2 và Na2CO3. Hoà tan Na2CO3 trong dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,448 lít CO2 ( đktc) . Định công thức cấu tạo của C8H12O5.
	2/ Xà phòng hoá một este A no đơn chức, mạch không phân nhánh bằng một lượng vừa đủ dung dịch NaOH ta chỉ thu được một sản phẩm B. Nung B với vôi tôi trộn xút thu được rượu Z và một muối vô cơ. Đốt cháy hoàn toàn rượu Z thu được CO2 và hơi H2O có tỉ lệ khối lượng là 11:6. Định công thức cấu tạo của A.	
(Học sinh được sử dụng bảng hệ thống tuần hoàn)
------------ Hết ------------
SỞ GD-ĐT BÌNH ĐỊNH HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HOÁ HỌC 
 ĐỀ CHÍNH THỨC KỲ THI CHỌN HSG CẤP TỈNH 
 ( Vòng 2) Lớp 12 THPT năm học 2004-2005
 Môn 	: HOÁ HỌC , Bảng A
 Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
 Ngày thi : 12-12-2004
Câu 1 (3,0 điểm): Hoàn thành các phương trình phản ứng theo các sơ đồ sau:
a) n-Hecxan A1 A2 Phenol A3 A4 A5 Tơnilon 6,6
b) Glixerin B1 B2 B3 B4
c) Propan C1 C2 C3 C4 C5
-CH3-(CH2)4-CH3 C6H6 + 4H2
C6H6 C6H5Cl + HCl 
C6H5Cl + NaOH C6H5OH + NaCl 
C6H5OH + 3H2 C6H11OH 
-C6H11OH + CuO C6H10O ( Xeton) + H2O + CuO 
C6H10O + KMnO4 + H+ HOOC-(CH2)4-COOH + K+ + Mn2+ + H2O
( Sơ đồ )
n HOOC-(CH2)4-COOH + nNH2 -(CH2)6-NH2 
(-OC-(CH2)4-CONH -(CH2)6-NH-)n + 2nH2O 
Ghi rõ điều kiện Pứ 
-CH2OH-CHOH-CH2OH CH2=CH-CHO + 2H2O 
CH2=CH-CHO + 2H2O + 2Br2 CH2OH-CHBr-COOH + 3HBr
-CH2OH-CHBr-COOH + 2NaOH CH2-CH2-COONa +2H2O + 
 O + NaBr CH2-CH2-COONa +2HCl CH2OH-CHCl-COOH + NaCl 
 O 
 Ghi rõ Đk Pứ 
-CH3-CH2-CH3 + Cl2 CH3-CHCl-CH3 + HCl
CH3-CHCl-CH3 + KOH CH3-CH=CH2 + KCl + H2O
-CH3-CH=CH2 + Br2 CH3-CHBr-CH2Br 
CH3-CHBr-CH2Br + 2KOH CH3-C=CH + 2KBr + 2H2O 
-CH3-C=CH + 2HBr CH3-CBr2-CH3 (C5)
Câu 2 (3,5 điểm): a) Hãy giải thích tại sao khác với rượu metylic và tương tự metylclorua, anđehit fomic là chất khí. Song tương tự rượu metylic và khác metylclorua, anđehit fomic tan rất tốt trong nước. 
b) Phản ứng giữa foman đehit và glixerin tạo ra hai sản phẩm vòng 5 cạnh là đồng phân. Viết công thức cấu tạo của sản phẩm và sơ đồ chuyển hóa minh họa.
c) Khi tiến hành điều chế axit lactic từ anđehit axetic và axit xianhiđric HCN, ngoài sản phẩm mong muốn ta còn thu được hợp chất hữu cơ X C6H8O4. Viết công thức cấu tạo của X và các phương trình phản ứng xảy ra. 
a) -Do không tạo được liên kết hiđro liên phân tử ( nhiệt độ sôi thấp ), nên khác với rượu metylic và tương tự metylclorua, anđehit fomic là chất khí. 
...O-H...O-H...
 CH3 CH3
...O-H...O-H...O-H...
 H CH3 H
-Do tạo được liên kết hiđro với nước nên tương tự rượu metylic và khác metylclorua, anđhit fomic tan rất tốt trong nước.
CH2=O + H-OH CH2-OH...O-H
 OH H
b) Nhóm -OH của glixerin cong vào nhóm -CHO sau đó khép vòng tạo ra cặp đồng phân đối quang 
-Axit lactic là -hiđroxiaxit, trong điều kiện tiến hành phản ứng D đã chuyển yhành lactit X 
CH3CH=O + HCN CH3CH(OH)CN 
CH3CH(OH)CN + 2HOH + H+ t0 CH3CH(OH)COOH + NH4+
-
 O
 C O
2CH3CH(OH)COOH H+ t0 CH3-CH CH-CH3 + 2H2O
 O C
 O
Câu 3 (3,0 điểm): A và B là hai hợp chất hữu cơ đồng phân của nhau có M < 250 và chỉ chứa hai nguyên tố. A trong dung AgNO3/NH3 tạo ra C và A trong dung dịch HgSO4/ t0 tạo ra D.
	Đun nóng D với dung dịch KMnO4 sinh ra sản phẩm hữu cơ duy nhất E có công thức 
 (CH3)3-C-CH2-CH-CH-COCH3
 HOOC CH2COOH
Đốt cháy hoàn toàn m gam B ta thu được m gam nước. B không tác dụng với Br2/Fe/t0. Đun nóng hơi B với Br2 chiếu sáng ta thu được dẫn xuất mono brom duy nhất G.
Xác định công thức cấu tạo của A,B.
Đung nóng B với dung dịch KMnO4 dư ta thu được dung dịch X. Đem X tác dụng với dung dịch HCl tạo ra Y. Đun nóng Y thu được sản phẩm Z ( gồm 2 nguyên tố ) 
Viết sơ đồ các phản ứng và xác định công thức cấu tạo của X,Y Z.
-B là hợp chất hữu cơ chứa 2 nguyên tố khi đốt cháy B cho CO2 và H2O 
B là CxHy 
CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O 
Kl B = Kl H2O nên 12x + y =9y. Hay x : y = 2:3
B : (C2H3)n và MB = 27n< 250 và n < 9,3 
Mặt khác : 
B + Br2 Fe Không phản ứng 
B là Hexametyl benzen C12H18 ( Viết CTCT)
-A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 tạo ra C nên A có nhóm -C=CH 
A + H2O ( HgSO4) D nên D có nhóm -CO- CH3 và có số nguyên tử cácbon như A 
E là (CH3)3-C-CH2-CHCOOH-CHCH2COOH-COCH3 
 Axit 3 - axetyl - 4- etinylxiclopenten
(CH3)3C-CH2-CH CH-C=CH
 CH CH2 
 CH 
 3-Neopentyl-4-etinylxiclopenten 
 Chất A 
(CH3)3C-CH2-CH CH-COCH3
 CH CH2 
 CH 
-
Chất D 
-Sơ đồ phản ứng 
C6(CH3)6 C6(COOK)6 C6(COOH)6 Z 
( Viết ở dạng cấu tạo )
Câu 4 (3,5 điểm): Cho các chất sau 
Alanin (Ala): CH3-CH-COOH
 NH2
Axit glutamic (Glu):HOOC-(CH2)2-CH-COOH
 NH2
Lysin (Lys): NH2-(CH2)4-CH-COOH
 NH2
Nhận biết các dung dịch trên chứa trong các lọ mất nhãn.
b) Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH thu được khi amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực với điện tích bằng không. Viết phương trình điện li của Lysin ( một bazơ) và xác định pI của Lys ( biết pKa1 = 2,18; pKa2 =8,95 và pKa3 = 10,53).
c) Thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit A ta thu được 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol NH3. A không phản ứng với 2,4-đinitro flobenzen và A chỉ có 1 nhóm cacboxyl tự do. Thủy phân A nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu được alanin. Xác định công thức cấu tạo của A. 
-Dùng quì tím nhận biết các chất 
-
COOH COOH COO- COO-
CHN+H3 CHN+H3 CHNH2 CHNH2 
 OH- OH- OH-
(CH2)3 H+ (CH2)3 H+ (CH2)3 H+ (CH2)3
CH2N+H3 CH2N+H3 CH2N+H3 CH2NH2
-Dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa hai dạng có pKa tương ứng là 8,95 và 10,53. Như vậy pI = (8,95 + 10,53)/2 = 9,74
-Thủy phân A nhờ enzim cacboxipeptiđaza thu được Ala =>Amino axit C cuối mạch là Ala và như vậy tripeptit A có cấu tạo theo trật tự:Glu-Glu-Ala.
-A không phản ứng với 2,4-đinitroflobenzen và B chỉ có 1 nhóm cacboxyl tự do => nhóm -NH2 của amino axit N đầu mạch đã tạo lactam với nhóm cacboxyl của Glu thứ nhất. Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit A thu được 1 mol NH3 => nhóm cacboxyl của Glu thứ hai tồn tại ở dạng amit CONH2. Vậy A là 
 NH CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH
 CH3
O=C (CH2)2-CONH2 
 CH2 CH2
- Pứ 
 Câu 5 (3,5 điểm):Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một hợp chất hữu cơ X thu được hỗn hợp khí CO2,H2O, HCl. Dẫn hỗn hợp khí này vào bình đựng dung dịch AgNO3 dư có mặt HNO3 ở O0C thu được 5,74 gam kết tủa và khối lượng bình dung dịch AgNO3 tăng thêm 2,54 gam. Khí thoát ra khỏi bình AgNO3 dẫn vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thấy xuất hiện kết tủa, lọc bỏ kết tủa, dung dịch còn lại đem tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư lại thấy xất hiện thêm kết tủa, tổng kết tủa ở hai thí nghiệm sau là 13,49 gam.
Tìm công thức phân tử của X, biết MX < 230 gam/mol.
A,B,D là các đồng phân của X thoả mãn điều kiện sau:
43 gam A + NaOH dư 12,4 gam C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl
B + NaOH dư Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O 
D + NaOH dư Muối D1 + CH3COONa + NaCl + H2O
Lập luận tìm công thức cấu tạo của A,B và D. Biết A, B có cấu trúc đối xứng. D làm đỏ giấy quì ẩm.
-X +O2 CO2, H2O, HCl. Vậy X chưa các nguyên tố C,H,O. Cho hỗn hợp CO2, H2O, HCl qua dung dịch AgNO3 thì HCl, H2O được giữ lại.
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3 
Số mol HCl = Số mol kết tủa = 5,74:143,5 = 0,04 mol
KL H2O + Kl HCl = 2,54 nên số mol H2O = (2,54 - 0,04x36,5):18 = 0,06 
Khí thoát ra khỏi bình là CO2 cho tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 thấy có tạo ra kết tủa do các phản ứng 
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 (1)
Dung dịch nước lọc tác dụng với Ba(OH)2 dư lại thấy có kết tủa chửng tỏ có Ca(HCO3)2 
2CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2 (2)
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + CaCO3 + H2O (3)
Gọi a và b là số mol CO2 tham gia các phản ứng (1) và (2) 
Vậy số mol Ca(OH)2 = a + b/2 = 0,02x5 = 0,1 
Khối lượng kết tủa là 
KL CaCO3 + KL BaCO3 = (a+b/2)100 + b/2x197 = 13,94 
a= 0,08 và b= 0,04 và tổng số mol khí CO2 = 0,12 
Số mol H = 2 số mol H2O + số mol HCl = 2x0,06 + 0,04 = 0,16
Số mol Cl = số mol HCl = 0,04 
Số mol O = [4,3 - ( 0,12x12 + 0,16x1+ 0,04x35,5)] : 16 = 0,08
C: H: O: Cl = 0,12: 0,16: 0,08: 0,04 = 3:4:2:1
Công thức nguyên của X là : (C3H4ClO2)n
MX = 107,5n < 230 nên n < 2,14
Vậy n=1 và n=2 
n=1: X là C3H4ClO2 (loại)
n =2: X là C6H8Cl2O4 ( nhận )
- Số mol A = 43: 215 = 0,2 mol 
Số mol C2H4(OH)2 = 0,2 mol và số mol A1 = 0,4 mol 
Số mol A : Số mol C2H4(OH)2: số mol A1 = 0,2:0,2:0,4 = 1:1:2
Vậy A có thể là este của C2H4(OH)2 và một axít hoặc A có một gốc rượu là là -O-CH2-CH2-Cl
CH2- OOC-CH2Cl
CH2- OOC-CH2Cl
Công thức cấu tạo của A có thể là 
CH2- OOC-CH2Cl
 + 4NaOH C2H4(OH)2 + 2CH2OH-COONa
CH2- OOC-CH2Cl + 2NaCl
 -Hoặc CH2Cl -COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl
CH2Cl -COO-CH2-COO-CH2-CH2Cl + 4NaOH C2H4(OH)2 
 +2 CH2OH-COONa + 2NaCl
 - B + NaOH B1 + CH3CHO + NaCl + H2O 
B là este no nên không thể chứa gốc -CH=CH2 để tạo ra CH3-CHO nên muốn có CH3-CHO thì B có gốc rượu là -O-CHCl-CH3 
Do phản ứng chỉ sinh ra một muối nên B là một một muối thuộc 1 điaxit
CTCT của B là 
COO-CHClCH3
 + 4NaOH (COONa)2 + 2CH3-CHO + 2H2O
 COO-CHClCH3 + 2NaCl
 - D + NaOH D + CH3COONa + NaCl + H2O 
Và D làm đỏ giấy quì ẩm nên D là tạp chức este và axit khi thuỷ phân tạo rượu không bền có dạng CH3C(OH)3 công thức cấu tạo của D là 
(CH2)(COOH)COO-CCl2-CH3 + 5NaOH (CH2COONa)2 + CH3COONa + H2O + 2NaCl
Câu 6 (3,5 điểm ): 1/ Cho 1,88 gam C8H12O5 tác dụng hết với dung dịch NaOH , sau đó cô cạn thì thu được một rượu và 2,56 gam chất rắn X gồm NaOH dư và hai muối của 2 axit hữu cơ đơn chức. Nếu đốt cháy hết X trong oxi, thu được hơi H2O, CO2 và Na2CO3. Hoà tan Na2CO3 trong dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,448 lít CO2 ( đktc) . Định công thức cấu tạo của C8H12O5.
	2/ Xà phòng hoá một este A no đơn chức, mạch không phân nhánh bằng một lượng vừa đủ dung dịch NaOH ta chỉ thu được một sản phẩm B. Nung B với vôi tôi trộn xút thu được rượu Z và một muối vô cơ. Đốt cháy hoàn toàn rượu Z thu được CO2 và hơi H2O có tỉ lệ khối lượng là 11:6. Định công thức cấu tạo của A.
-Khi xà phòng hoá A ta chỉ thu thu được một sản phẩm B. 
Vậy A là Este no đơn chức mạch vòng có công thức tổng quát là 
CnH2n C=O
 O 
Phương trình phản ứng: 
A + NaOH HO-CnH2n-COONa 
HO-CnH2n-COONa + NaOH CaO/to HO-CnH2n+1 + Na2CO3 
HO-CnH2n+1 + 3n/2 O2 nCO2 + (n+1)H2O 
C3H6 C=O
 O 
 = = 11/6 . Vậy n = 3 
 A là:
 - và A có thể có một số cấu tạo sau 
CH2 CH2 C=O CH C=O
CH C=O CH O CH2O
CH2 O CH3 CH3
mol(
-1,88 g + NaOH (cô cạn ) Rượu + 2,56 g hh X ( NaOH dư + 2 muối của 2 axít hữu cơ đơn) 
	(X) + O2 dư đốt cháy H2O + CO2 + Na2CO3 
	Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 
	mol(CO2) = mol(Na2CO3) = 0,02
	ĐLBTNT Na : mol(NaOH) = mol(Na) = 0,02x2 = 0,04 
1,88 g A ( 0,01 mol) + NaOH 2 muối của hai axít đơn . 
	Vậy mol(NaOH) pứ là 0,02 mol và mỗi muối là 0,01 mol. 
	Vậy mol( NaOH dư ) trong hh X là 0,02 mol hay 0,8 gam .
	Vậy khối lượng 2 muối là 2,56-0,8=1,76g
	Vậy KLNTTB của 2 muối là 1,76/0,02 = 88 . M (RCOONa) =88 nên R = 21 
TH1: hh muối là (HCOONa 0,01mol có KL 0,68 gam và RCOONa 0,01 mol có KL 1,08 gam) . 
	Nên R= 41 hay C3H5 
A là H-COO-CH2 ( có 3 vị trí )
	 C3H5-COO-CH
	 HO-CH2 
-TH2: hh muối là (CH3COONa 0,01mol có KL 0,82 gam và RCOONa 0,01 mol có KL 0,94 gam) . 	Nên R= 27 hay C2H3 	
A là CH3-COO-CH2 ( có 3 vị trí )
	 C2H3-COO-CH
	 HO-CH2