Đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh Quảng Bình lớp 12 THPT năm học 2012 - 2013 môn thi: Hóa học – vòng II

 SỞ GD-ĐT QUẢNG BèNH
 ĐỀ CHÍNH THỨC
 Số BD:..
Kè THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT
 NĂM HỌC 2012 - 2013
 Mụn thi: Húa học – Vũng II
 (Khúa ngày 11 thỏng 10 năm 2012)
 Thời gian làm bài: 180 phỳt (khụng kể thời gian giao đề)
Cõu I (2,0 điểm):
1. X là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở, cú cụng thức phõn tử là C4H6O2. Sau khi cho X tỏc dụng với dung dịch NaOH đun núng, thu được sản phẩm cú khả năng trỏng bạc. Viết cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của X và gọi tờn.
2. Viết phương trỡnh húa học của phản ứng trong cỏc trường hợp sau:
a. ClNH3CH2COOH + NaOH(dư) →	b. o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + NaOH(dư) →
c. CH2=CH-COOH + HBr →	d. Caprolactam 
Cõu II (2,5 điểm): 
Anabazin Nicotin Nicotirin
1. Cỏc chất A, B, C, D mạch hở đều cú cựng cụng thức phõn tử C3H7O2N. Ở điều kiện thường A, B là chất rắn, cũn C và D là chất lỏng. Khi phản ứng với hiđro trong điều kiện thớch hợp, từ A thu được C3H9O2N, từ D thu được C3H9N. Cỏc chất A, B và C đều tỏc dụng được với dung dịch HCl loóng và dung dịch NaOH. Chất B, C khi tỏc dụng với dung dịch NaOH thỡ thu được muối của cỏc α- amino axit. Xỏc định cụng thức cấu tạo, gọi tờn cỏc chất A, B, C, D. Biết rằng trong cỏc chất trờn khụng cú chất nào tham gia phản ứng trỏng bạc. Viết cỏc phương phản ứng đó nờu trờn.
2. Trong thuốc lỏ cú chất anabazin và một đồng phõn cấu tạo của nú là nicotin (rất độc). Ngoài ra người ta cũn tổng hợp được chất nicotirin cú cấu tạo tương tự nicotin: 
a. Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra khi cho mỗi hợp chất trờn tỏc dụng với dung dịch HCl theo tỉ lệ mol 1:1. 
b. Sắp xếp chỳng theo trỡnh tự tăng dần khả năng phản ứng trờn. Giải thớch.
Cõu III (1,75 điểm):
1. Xỏc định cụng thức cấu tạo cỏc chất A, B, C, D, E trong sơ đồ chuyển húa sau:
2. Đun hồi lưu hiđrocacbon Y với KMnO4 trong nước thu được 2 sản phẩm A và B. A là muối của axit hữu cơ đơn chức. Đốt 3,2 gam muối A, người ta thu được 1,38 gam K2CO3. B là chất hữu cơ khụng tham gia phản ứng trỏng gương, khụng làm mất màu nước brom và cú tỉ khối hơi so với khụng khớ là 2. 
a. Xỏc định cụng thức cấu tạo của A, B và Y.
b. Viết phương trỡnh húa học của phản ứng giữa Y với KMnO4.
Cõu IV (2,0 điểm):
A là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở chứa C, H, O. Cho một lượng chất A tỏc dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch KOH 2,4 M rồi cụ cạn, được 105 gam chất rắn khan B và m gam ancol C. Oxi húa m gam ancol C bằng oxi (cú xỳc tỏc) được hỗn hợp X. Chia X thành ba phần bằng nhau: 
- Phần một tỏc dụng với dung dịch AgNO3 trong amoniac (dư), được 21,6 gam Ag.
- Phần hai tỏc dụng với dung dịch NaHCO3 dư, được 2,24 lớt khớ (đktc).
- Phần ba tỏc dụng với Na vừa đủ, thu được 4,48 lớt khớ (đktc) và 25,8 gam chất rắn khan.
1. Xỏc định cụng thức cấu tạo của ancol C, biết đun núng ancol C với H2SO4 đặc, ở 170oC được Anken.
2. Tớnh % số mol ancol C đó bị oxi húa?
3. Xỏc định cụng thức cấu tạo của A?
Cõu V (1,75 điểm):
1. Sinh nhiệt của mụ̣t chṍt ở điờ̀u kiợ̀n chuõ̉n (kớ hiệu là ΔH0sn ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hỡnh thành 1 mol chất đú từ cỏc đơn chất bền ở điờ̀u kiợ̀n chuõ̉n.
Cho: C(than chỡ) → C(k) ΔH0thăng hoa = 717 KJ/mol; EH - H = 432KJ/mol; EC - C = 347 KJ/mol; EC - H = 411 KJ/mol;
ΔH0sn (H2O (l)) = - 285,8 KJ/mol; ΔH0sn (CO2 (k)) = - 393,5 KJ/mol .
a. Tính ΔH0sn của ankan tổng quỏt CnH2n+2 (k) theo n.
b. Cho phản ứng đốt chỏy hoàn toàn cỏc ankan chứa n nguyờn tử cacbon:
CnH2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O2(k) → nCO2(k) + (n + 1) H2O(l) ΔH0. 
Tính ΔH0 theo n.
2. Cho cỏc chất: Phenyl fomat, Ancol o-hidroxibenzylic, Ancol p-hidroxibenzylic. Viết cụng thức cấu tạo của cỏc chất trờn. Sắp xếp cỏc chất trờn theo chiều tăng dần nhiệt độ sụi. Giải thớch ngắn gọn.
.. Hết .
 SỞ GD-ĐT QUẢNG BèNH
Kè THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT
 NĂM HỌC 2012 - 2013
 Mụn thi: Húa học – Vũng II
 HƯỚNG DẪN CHẤM
Cõu I (2,0 điểm):
1. X là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở, cú cụng thức phõn tử là C4H6O2. Sau khi cho X tỏc dụng với dung dịch NaOH đun núng, thu được sản phẩm cú khả năng trỏng bạc. Viết cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của X và gọi tờn.
2. Viết phương trỡnh húa học của phản ứng trong cỏc trường hợp sau (chỉ xột sản phẩm chớnh):
a. ClNH3CH2COOH + NaOH(dư) →	b. o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + NaOH(dư) →
c. CH2=CH-COOH + HBr →	d. Caprolactam 
Giải cõu I (2,0 điểm):
 I.1 (1.0 điểm): 
Theo bài ra, sản phẩm thu được khi cho X tỏc dụng với dung dịch NaOH cú hợp chất chứa nhúm –CHO hoặc muối fomat. Vậy, cỏc cụng thức cấu tạo cú thể cú của X là:
HCOOCH2CH=CH2 	prop-2-en-1-ylmetanoat (hoặc anlyl fomat)
0,25 điểm
HCOOCH=CH CH3	prop-1-en-1-ylmetanoat
0,25 điểm
HCOOC(CH3)=CH2	 	(1-metyl)etenylmetanoat (hoặc isopropenyl fomat)
0,25 điểm
CH3COOCH=CH2 	etenyletanoat (hoặc vinyl axetat)
0,25 điểm
I.2 (1.0 điểm):
a. ClNH3CH2COOH + 2NaOH → H2NCH2COONa + NaCl + 2H2O
0,25 điểm
b. o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + 3NaOH → o-NaOOC-C6H4-ONa + CH3COONa + 2H2O
0,25 điểm
c. CH2=CH-COOH + HBr → CH2Br-CH2-COOH
0,25 điểm
d. 
0,25 điểm
Cõu II (2,5 điểm): 
Anabazin Nicotin Nicotirin
1. Cỏc chất A, B, C, D mạch hở đều cú cựng cụng thức phõn tử C3H7O2N. Ở điều kiện thường A, B là chất rắn, cũn C và D là chất lỏng. Khi phản ứng với hiđro trong điều kiện thớch hợp, từ A thu được C3H9O2N, từ D thu được C3H9N. Cỏc chất A, B và C đều tỏc dụng được với dung dịch HCl loóng và dung dịch NaOH. Chất B, C khi tỏc dụng với dung dịch NaOH thỡ thu được muối của cỏc α- amino axit. Xỏc định cụng thức cấu tạo, gọi tờn cỏc chất A, B, C, D. Biết rằng trong cỏc chất trờn khụng cú chất nào tham gia phản ứng trỏng bạc. Viết cỏc phương phản ứng đó nờu trờn.
2. Trong thuốc lỏ cú chất anabazin và một đồng phõn cấu tạo của nú là nicotin (rất độc). Ngoài ra người ta cũn tổng hợp được chất nicotirin cú cấu tạo tương tự nicotin: 
a. Viết phương trỡnh phản ứng xảy ra khi cho mỗi hợp chất trờn tỏc dụng với dung dịch HCl theo tỉ lệ mol 1:1. 
b. Sắp xếp chỳng theo trỡnh tự tăng dần khả năng phản ứng đú. Giải thớch.
Giải cõu II (2,5 điểm):
 II.1 (1.25 điểm): 
A là C2H3COONH4 Amoni acrylat; 
B là CH3CH(NH2)COOH Alanin;
0,25 điểm
C là H2N-CH2-COOCH3 Metyl amino axetat; 
D là C3H7NO2 1-Nitropropan và 2-Nitropropan
0,25 điểm
C2H3COONH4 + H2 C2H5COONH4 ; 
C3H7NO2 + 6[H] → C3H7NH2 + 2H2O
0,25 điểm
C2H3COONH4 + NaOH → C2H3COONa + NH3 + H2O
CH3CH(NH2)COOH + NaOH → CH3CH(NH2)COONa + H2O
H2N-CH2-COOCH3 + NaOH → H2N-CH2-COONa + CH3OH
0,25 điểm
C2H3COONH4 + HCl → C2H3COOH + NH4Cl
CH3CH(NH2)COOH + HCl → [CH3CH(NH3+)COOH]Cl-
H2N-CH2-COOCH3 + HCl → ClH3N-CH2-COOCH3
0,25 điểm
II.2 (1.25 điểm):
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
Trình tự tăng dõ̀n khả năng phản ứng trờn là:
0,25 điểm
(1) < (2) vì ; 
(2) < (3) vì cả 2 chṍt đờ̀u có nhưng (3) là amin bọ̃c 2 còn (2) là amin bọ̃c 3.
0,25 điểm
Cõu III (1,75 điểm):
1. Xỏc định cụng thức cấu tạo cỏc chất A, B, C, D, E trong sơ đồ chuyển húa sau:
2. Đun hồi lưu hiđrocacbon Y với KMnO4 trong nước thu được 2 sản phẩm A và B. A là muối của axit hữu cơ đơn chức. Đốt 3,2 gam muối A, người ta thu được 1,38 gam K2CO3. B là chất hữu cơ khụng tham gia phản ứng trỏng gương, khụng làm mất màu nước brom và cú tỉ khối hơi so với khụng khớ là 2. 
a. Xỏc định cụng thức cấu tạo của A, B và Y.
b. Viết phương trỡnh húa học của phản ứng giữa Y với KMnO4.
Giải cõu III (1,75 điểm):
 III.1 (0,75 điểm): 
A là B là 
0,25 điểm
C là: D là 
0,25 điểm
E là: 
0,25 điểm
III.2 (1,0 điểm)
Bảo toàn nguyờn tố K ta cú = đ MA = 3,2/0,02 = 160 
đ MR = 160 – 83 = 77. Vậy A là C6H5COOK
0,25 điểm
MB = 58. B là sản phẩm phản ứng của Y với KMnO4, B khụng cú phản ứng trỏng gương nờn B là Xeton. Vậy B là CH3COCH3. 
0,25 điểm
Vậy Y là 
0,25 điểm
0,25 điểm
Cõu IV (2,0 điểm):
A là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở chứa C, H, O. Cho một lượng chất A tỏc dụng hoàn toàn với 500 ml dung dịch KOH 2,4 M rồi cụ cạn, được 105 gam chất rắn khan B và m gam ancol C. Oxi húa m gam ancol C bằng oxi (cú xỳc tỏc) được hỗn hợp X. Chia X thành ba phần bằng nhau: 
- Phần một tỏc dụng với dung dịch AgNO3 trong amoniac (dư), được 21,6 gam Ag.
- Phần hai tỏc dụng với dung dịch NaHCO3 dư, được 2,24 lớt khớ (đktc).
- Phần ba tỏc dụng với Na vừa đủ, thu được 4,48 lớt khớ (đktc) và 25,8 gam chất rắn khan.
1. Xỏc định cụng thức cấu tạo của ancol C, biết đun núng ancol C với H2SO4 đặc, ở 170oC được Anken.
2. Tớnh % số mol ancol C đó bị oxi húa?
3. Xỏc định cụng thức cấu tạo của A?
Giải cõu IV (2,0 điểm):
1. Xỏc định cụng thức cấu tạo ancol C: 
Hợp chất hữu cơ đơn chức A chứa C, H, O tỏc dụng với dung dịch KOH cho ancol C, suy ra A là este đơn chức. Đun núng ancol C với H2SO4 đặc ở 1700C được anken, chứng tỏ ancol C là ancol no đơn chức, mạch hở và cú số nguyờn tử C lớn hơn hoặc bằng 2. 
Oxi húa ancol C được sản phẩm tham gia phản ứng trỏng gương, suy ra C là ancol bậc một. Vậy A cú cụng thức tổng quỏt là: RCOOCH2R’ (với R' khỏc H). 
0,25 điểm
Phản ứng của A với dung dịch KOH : 
RCOOCH2R’ + KOH đ RCOOK +R’CH2OH (1) 
Phản ứng oxi húa m gam ancol C : 
2 R’CH2OH + O2 2R’CHO + 2 H2O (2) 
R’CH2OH + O2 R’COOH + H2O (3) 
Hỗn hợp X gồm R’CHO, R’COOH, H2O và R’CH2OH dư. 
Gọi số mol R'CH2OH, R'CHO, R'COOH trong 1/3 hỗn hợp X lần lượt là x, y, z mol. 
ị số mol H2O trong 1/3 hỗn hợp X là (y + z) mol.
0,25 điểm
* Phần một: R’CHO + 2[Ag(NH3)2]OH R’COONH4 + 2Ag¯ + 3NH3 + H2O (4) 
 y mol 2y mol
Số mol Ag = 2y = 21,6 : 108 = 0,2 ị y = 0,1 ( mol ) 
* Phần hai: R’COOH + NaHCO3 đ R’COONa + H2O + CO2 ↑ (5) 
 z mol z mol
Số mol CO2 = z = 2,24 : 22,4 = 0,1 (mol) 
0,25 điểm
* Phần ba: 
2 R’COOH + 2 Na đ 2 R’COONa + H2 ↑ (6) 
 z mol z mol 0,5 z mol 
2 R’CH2OH + 2 Na đ 2 R’CH2ONa + H2 ↑ (7) 
 x mol x mol 0,5x mol
2 H2O + 2 Na đ 2 NaOH + H2↑ (8) 
 (y + z) mol (y + z) mol 0,5(y + z) mol 
Số mol H2: 0,5z + 0,5x + 0,5( y + z ) = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol ) ị x + y + 2z = 0,4 (*) 
Thay y = 0,1; z = 0,1 vào (*) được: x = 0,1 (mol) 
0,25 điểm
Chất rắn khan thu được sau phản ứng ở phần III gồm : 
0,1 (mol) R’COONa ; 0,1 (mol) R’CH2ONa và 0,2 (mol) NaOH. 
Số gam chất rắn khan : (R’+ 67). 0,1 + (R’ + 53). 0,1 + 40. 0,2 = 25,8 (gam)
ị MR’ = 29 ị R’ là C2H5 – Vậy cụng thức cấu tạo của ancol C: CH3– CH2 – CH2 - OH. 
0,25 điểm
2. Tớnh phần trăm số mol C3H7OH bị oxi húa : 
Tổng số mol ancol đó bị oxi húa: 3(y + z ) = 3 . 0,2 = 0,6 (mol). 
Số mol C3H7OH cú trong m gam là : 3(x + y + z) = 3 . 0,3 = 0,9 (mol) 
% số mol C3H7OH đó bị oxi húa là: (0,6 : 0,9) .100% = 66,67 % 
0,25 điểm
3.Xỏc định cụng thức cấu tạo của A: 
Theo (1): nKOH phản ứng = nmuối = nC = 0,9 (mol) 
Số mol KOH dư: 0,5. 2,4 – 0,9 = 0,3 (mol)
0,25 điểm
Chất rắn khan B gồm: 0,9 (mol) RCOOK và 0,3 (mol) KOH dư
Khối lượng chất rắn khan B: ( R + 83 ). 0,9 + 56 . 0,3 = 105 
ị MR = 15 ị R là CH3 – Vậy cụng thức cấu tạo của A là: CH3 – COO – CH2 – CH2 – CH3 
0,25 điểm
Cõu V (1,75 điểm):
1. Sinh nhiệt của mụ̣t chṍt ở điờ̀u kiợ̀n chuõ̉n (kớ hiệu là ΔH0sn ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hỡnh thành 1 mol chất đú từ cỏc đơn chất bền ở điờ̀u kiợ̀n chuõ̉n.
Cho: C(than chỡ) → C(k) ΔH0thăng hoa = 717 KJ/mol; EH - H = 432KJ/mol; EC - C = 347 KJ/mol; EC - H = 411 KJ/mol;
ΔH0sn (H2O lỏng) = - 285,8 KJ/mol; ΔH0sn (CO2) = - 393,5 KJ/mol .
a. Tính ΔH0sn của ankan tổng quỏt CnH2n+2 theo n.
b. Cho phản ứng đốt chỏy hoàn toàn cỏc ankan chứa n nguyờn tử cacbon:
CnH2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O2(k) → nCO2(k) + (n + 1) H2O(l) ΔH0. 
Tính ΔH0 theo n.
2. Cho cỏc chất: Phenyl fomat (A), Ancol o-hidroxibenzylic (B), Ancol p-hidroxibenzylic (C). Viết cụng thức cấu tạo của cỏc chất trờn. Sắp xếp cỏc chất trờn theo chiều tăng dần nhiệt độ sụi. Giải thớch ngắn gọn.
Giải cõu V (1,75 điểm):
V.1 (1,0 điểm)
a. Sơ đụ̀ tạo thành CnH2n+2 từ C(than chì) và H2(k):
0,25 điểm
Dựa vào sơ đụ̀ trờn, ta có:
ΔHsn (CnH2n+2) = (n+1). EH – H + n. ΔHthăng hoa (C) – (n-1)EC-C – 2(n+1)EC-H 
	= 432(n+1) + 717.n – (n-1).347 – 2(n+1).411 = - 43 - 20.n (KJ/mol).
0,25 điểm
b. Sơ đụ̀:
0,25 điểm
Dựa vào sơ đụ̀ trờn ta có:
ΔHn 	= n. ΔHsn (CO2) +(n+1). ΔHsn (H2O(l)) - ΔHsn (CnH2n+2)
	= - 393,5.n - 285,8(n+1) + 43 + 20.n = - 242,8 – 659,3.n
0,25 điểm
V.2 (0,75 điểm)
Cụng thức cấu tạo: (A) C6H5OOCH
 (B) (C)
0,25 điểm
Nhiệt độ sụi của cỏc chất tăng dần theo chiều sau: (A) < (B) < (C)
0,25 điểm
(A), (B), (C) cú M tương đương nhau
A khụng cú khả năng tạo liờn kết Hidro liờn phõn tử 
B cú thể tạo liờn kết Hidro nội phõn tử làm giảm số liờn kết Hidro liờn phõn tử
C chỉ tạo liờn kết Hidro liờn phõn tử
0,25 điểm
.. Hết .