Đề thi chọn học sinh giỏi thành phố Đà Nẵng năm học 2009 - 2010 môn: Hóa học lớp 12

 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010
HƯỚNG DẪN CHẤM MÔN HÓA HỌC LỚP 12
Câu I 	(3,0 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một chất hữu cơ X thu được 5,28 gam CO2, 1,08 gam H2O, 1,46 gam HCl. 
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, D và viết phương trình hóa học xảy ra, biết B là phân tử có cấu tạo đối xứng, dung dịch D làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
Trong 4,3 gam X : 
= 5,28: 44= 0,12 (mol)
nHCl = 1,46: 36,5 = 0,04 (mol) 
= 1,08 : 18 = 0,06 (mol) 
mol
mol
mol
Þ , công thức nguyên (C3H4O2Cl)n
Từ M = 107,5n < 230 và n là số chẵn (tổng số nguyên tử H và Cl là số chẵn) nên n = 2, công thức phân tử C6H8O4Cl2.
0,50
0,5 
2.  Xác định cấu trúc:
0,2 mol A + NaOH ® 0,2 mol C2H4(OH)2 + 0,4 mol muối A1 + NaCl
      Û A + xNaOH ® C2H4(OH)2 + 2A1 + yNaCl
      Þ A là este hai chức tạo bởi axit hai chức và etilenglicol
     hoặc là este hai chức có các nhóm chức liên tiếp nhau:
0,5x 2
B + NaOH dư ® Muối B1 + CH3CHO + NaCl + H2O
     Þ B là este hai chức tạo từ axit hai chức và có rượu sinh ra là một gem-diol không bền, công      thức cấu tạo của A là:
CH3-CHCl-OOC-COO-CHCl-CH3 
0,5
D + NaOH dư ® Muối D1 + CH3COONa + NaCl + H2O
     Þ D là tạp chức este và axit, rượu sinh ra trong quá trình thủy phân là một gem triol không      bền dạng CH3C(OH)3. Cấu tạo của D là:
CH3-CCl2-OOC-CH2-CH2-COOH hoặc CH3-CCl2-OOC-CH(CH3)-COOH 
0,5
Câu II 	(2,5 điểm)
Cho xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic (có mặt H2SO4 đặc làm xúc tác) thu được 13,2 kg CH3COOH và 22,2 kg hỗn hợp X gồm xenlulozơ triaxetat, xenlulozơ điaxetat. Tính % khối luợng xenlulozơ triaxetat trong X. 
Vì sao khi tác dụng với H2 glucozơ tạo ra một sản phẩm là sobitol, còn fructozơ tạo ra hai sản phẩm là sobitol và manitol. 
Glucozơ có hai dạng cấu trúc mạch vòng là a-glucozơ và b-glucozơ. Cho biết dạng nào bền hơn? Giải thích. 
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1.
3n(CH3CO)2O + [C6H7O2(OH)3]n ® [C6H7O2(OOCCH3)3]n + 3nCH3COOH
2n(CH3CO)2O + [C6H7O2(OH)3]n ® [C6H7O2(OH)(OOCCH3)2]n + 2nCH3COOH
Ta có : 
 Þ %m = 
0,50
2. 
Khi cộng H2 glucozơ không tạo ra C bất đối, còn fructozơ tạo thêm một cacbon bất đối, mà mỗi cacbon bất đối sinh ra hai đồng phân.
0,5
0,25
3.  Dạng b-glucozơ bền hơn dạng a-glucozơ, b-glucozơ chiếm 64% còn a-glucozơ chiếm       36%. Sở dĩ như vậy, vì tất cả nhóm thế trong b-glucozơ đều ở vị trí biên.
 a-glucozơ b-glucozơ 
0,75 
Câu III 	(3,5 điểm)
Một loại thuốc chữa bệnh thần kinh được tổng hợp theo sơ đồ. Viết các phương trình hóa học trong sơ đồ, ghi rõ điều kiện.
Thủy phân tripeptit A người ta thu được 2,250 gam a- amino axit X và 1,335 gam amino axit Y. Biết phân tử khối của X, Y lần lượt là 75 và 89. 
a) Viết các công thức cấu tạo có thể có của A. 
b) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần dùng để thủy phân hoàn toàn 3,045 gam A. 
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
2,0 
2. 
    (a) Phân tử khối của X là 75 nên X chỉ chứa 1 nhóm –COOH, 1 nhóm –NH2. CTPT của X có     dạng H2N-R-COOH 
 16+R +45 = 75 Þ R = 14 Þ R: CH2 
    Vậy X là glyxin: H2N-CH2-COOH 
    Phân tử khối của Y là 89 nên Y chỉ chứa 1 nhóm –COOH, CTPT của Y có dạng     (H2N)nR’COOH 
 16n + R’ + 45 = 89 Þ 16n + R’ = 44 
           Þ chỉ có nghiệm n = 1, R’ = 28 là phù hợp. 
    Vậy Y chính là alanin: CH3-CH(NH2)COOH 
(b) A + 2H2O + 3HCl ® 2ClH3N-CH2-COOH + ClH3N-CH(CH3)-COOH 
0,25 
0,25 
0,5 
0,5 
Câu IV 	(2,0 điểm)
Tiến hành trùng hợp 2 gam stiren, sau phản ứng cho toàn bộ hỗn hợp thu được vào 100 ml dung dịch brom 0,15M, thêm tiếp KI dư vào thì thấy xuất hiện một lượng I2 tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch Na2S2O3 0,125M. Tính hiệu suất của quá trình trùng hợp.
Viết phương trình hóa học điều chế keo dán ure-fomanđehit từ ure và fomanđehit. Loại keo này được sử dụng để dán các loại vật liệu nào? Giải thích vì sao khi dùng loại keo dán này người ta phải dùng thêm axit oxalic hoặc axit lactic? 
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
    Số mol Br2 = 0,1 ´ 0,15 = 0,015 (mol) 
(1) 2S2O + I2 ® S4O + 2I-	
    Số mol Na2S2O3 = 0,04 ´ 0,125 = 0,005 (mol) Số mol I2 = 0,0025 (mol) 
(2) Br2 + 2I- ® 2Br- + I2
    Số mol Br2 dư = số mol I2 = 0,0025 (mol) 
 C6H5-CH=CH2 + Br2 ® C6H5CHBr-CH2Br
 Số mol Br2 phản ứng với stiren = số mol stiren = 0,015 – 0,0025 = 0,0125 (mol) 
 Khối lượng stiren phản ứng = 0,0125 ´ 104 = 1,3 (gam) 
 Hiệu suất phản ứng trùng hợp: H = 
1,0
2. H2N-CO-NH2 + CH2O H2N-CO-NH-CH2OH 
    n H2N-CO-NH-CH2OH -(-NH-CO-NH-CH2-)-n + nH2O 
    Keo ure – fomanđehit được dùng để dán vật liệu bằng gỗ hoặc chất dẻo. 
    Keo ure-fomanđehit khi dùng phải thêm axit oxalic hoặc axit lactic để tạo polime không gian,         rắn lại, bền với dầu mỡ và một số dung môi thông dụng khác. 
0,5
0,25 
0,25 
Câu V	(2,0 điểm) 
Cho pin Zn ZnSO4 Hg2SO4(r), SO Hg(l). Tại 250C, suất điện động chuẩn của pin E0= 1,42V, E0(Zn2+/Zn)= -0,76V, E0(Hg/Hg) = 0,792V.
Viết phản ứng xảy ra tại các điện cực khi pin hoạt động.
Tính tích số tan của Hg2SO4.
Tính các đại lượng nhiệt động học tiêu chuẩn DG0, DS0, DH0 đối với pin. Biết F = 96500 C.mol-1, dE0/dT = - 1,2 mV.K-1.
Có một vật bằng sắt tráng thiếc (vật A) và một vật bằng sắt tráng kẽm (vật B) đều có vết sây sát sâu tới lớp sắt, đặt trong không khí ẩm thì vật nào bị gỉ sắt nhanh hơn? Giải thích.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
a)   Ở anot (-):    Zn ® Zn2+ + 2e               Ở catot (+):   Hg2SO4 + 2e ® 2Hg + SO
b)   E= E+ E= 0,66V
       E= E+ lg[Hg] = E+ lg 
      = E+ lgT Þ T = 10-4,4
c)    DG0 = -nFE0 = - 2´96500´1,42 = - 274060 J/mol
 DG0 = DH0 -TDS0 = nFE0 Þ 
Þ DS0 = nF= 2´96500´(- 1,2)´10-3        = -231,6J/mol
DH0 = DG0 + TDS0 = -(274060 + 298´231,6) = 343076,8 J/mol
0,50
0,5 
0,5 
2. 
    Trong không khí ẩm A và B đều bị ăn mòn điện hóa. Tuy nhiên, trong pin Fe-Sn thì sắt đóng      vai trò cực âm bị ăn mòn, trong pin Zn-Fe lại là Zn đóng vai trò cực âm bị ăn mòn. Do vậy      vật A bị gỉ sắt nhanh hơn vật B.
0,5
Câu VI	(2,0 điểm) 
Na2O2 và hỗn hợp Na2O2 + KO2 được dùng trong các bình thợ lặn để làm nguồn cung cấp oxi. Ứng dụng đó dựa trên cơ sở nào? Viết phương trình hóa học minh họa.
Hoàn thành các phương trình hóa học sau, nếu có xảy ra: 
a)  BaO2 + HCl đậm đặc ® 	b)  BaO2 + KI + HCl ®
c)  BaO2 + AgNO3	 ®	d) BaO2 + MnO2 
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
    Phương trình hóa học:
 2Na2O2 + 2CO2 ® 2Na2CO3 + O2
 4KO2 + 2CO2 ® 2K2CO3 + 3O2
Cơ sở: dựa vào phản ứng tái sinh O2 khi Na2O2 và hỗn hợp Na2O2 + KO2 tác dụng với khí CO2 sinh ra trong quá trình hô hấp. 
0,5
0,50
2. 
    Các phương trình hóa học:
BaO2 + 4HCl đậm đặc ® BaCl2 + Cl2 + 2H2O
BaO2 + 2KI + 4HCl ® BaCl2 + 2KCl + I2 + 2H2O
BaO2 + 2AgNO3 ® Ba(NO3)2 + 2Ag + O2
BaO2 + MnO2 BaMnO4
1,0
Câu VII 	( 2,0 điểm) 
Nhôm clorua ở trạng thái khí có dạng đime. Giải thích cấu trúc của dạng đime này.
Biết rằng E0(, H+/Cr3+) = 1,36 V và E0(Cl2/2Cl-) = 1,36 V, nhưng tại sao trong phòng thí nghiệm người ta có thể dùng K2Cr2O7 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc để điều chế khí Cl2? Ưu điểm của phương pháp này, viết phương trình hóa học minh họa.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
1. 
Phân tử AlCl3 không bền do Al chỉ có 6 electron lớp ngoài cùng. AlCl3 có khuynh hướng đime hóa, lúc đó mỗi phân tử AlCl3 có 1 nguyên tử Cl hình thành thêm liên kết cho nhận giữa Cl với nguyên tử Al của phân tử kia nên Al2Cl6 có cấu trúc bền hơn. Al ở dạng lai hóa sp3 nên mỗi nguyên tử Al ở tâm của một tứ diện đều. 
1,0
2. 
    - Dựa vào thế điện cực chuẩn của hai cặp oxi hóa- khử thì phản ứng không xảy ra, nhưng E0 phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ, khi đun nóng thế điện cực sẽ thay đổi. Vì vậy, khi cho dung dịch HCl đậm đặc tác dụng với K2Cr2O7 và đun nóng, phản ứng tự xảy ra và tạo khí Cl2, nếu ngừng đun nóng thì phản ứng dừng lại.
     - Ưu điểm: phương pháp này là có thể điều chế một lượng nhỏ Cl2, có thể khống chế     lượng khí Cl2 tạo ra bằng nhiệt độ.
    - Phương trình hóa học: 
                 K2Cr2O7 + 14HCl ® 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O
0,5
0,25
0,25 
Câu VIII	(3,0 điểm) 
X là hỗn hợp gồm kim loại M và muối cacbonat của nó, có số mol bằng nhau. Hòa tan hoàn toàn 51,6 gam hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư, thấy thoát ra hỗn hợp khí Y gồm NO (sản phẩm khử duy nhất) và CO2. Hỗn hợp khí Y tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch K2Cr2O7 1M trong H2SO4 loãng; khí còn lại cho qua dung dịch Ba(OH)2 dư thu được m gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm đi 45,9 gam.
Viết các phương trình hóa học xảy ra dưới dạng ion thu gọn.
Xác định công thức muối cacbonat của M và tính thành phần % về khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.
ĐÁP ÁN
ĐIỂM
     a)  M có thể là kim loại có hóa trị biến đổi hoặc không biến đổi. Gọi công thức của muối      Mx(CO3)y (với 2y/xn)
Phương trình hóa học:
(1) 3M + nNO + 4nH+ ® 3Mn+ + n NO + 2nH2O
 a 
(2) 3Mx(CO3)y + 2(nx-y)NO+ (4nx-2y)H+ ® 3xMn+ + 3yCO2 + (nx-2y) NO 
                                                                         + (2nx-y)H2O
 a	 ay 
(3) Cr2O+ 2NO + 6H+ ® 2Cr3+ + 2NO + 3H2O
(4) Ba2+ + 2OH- + CO2 ® BaCO3 + H2O
      b) n= 0,2 mol Þ nNO = 0,2´2 = 0,4 mol 
Dm = m¯ - m= (197- 44)n= 45,9 Þ n= 0,3 mol
Từ (1), (2) ta có: nNO = + = 0,4 mol (I) 
n= ay = 0,3 mol (II)
mX = Ma + (xM + 60y)a = 51,6 gam (III)
Từ (I), (II), (III) ta suy ra: (I) Þ na(x+ 1) = 1,8
Þ M = Þ nghiệm hợp lí là: n = 3, M = 56 , M : Fe 
Ta có: na (x + 1) = 1,8 và ay = 0,3 nên x + 1 = 2y
Þ nghiệm hợp lí là: x = y =1.
Vậy muối cần tìm là FeCO3
Þ a = 0,3 mol và %mFe = = 32,56%
 %m(FeCO3) = 100% - 32,56% = 67,44%
0,25 x 4
1, 0
0,5 
0,5
 ------------HẾT-----------
 SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2009 - 2010
MÔN: HÓA HỌC LỚP 12
Thời gian: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
ĐỀ CHÍNH THỨC: Đề này gồm có hai (2) trang. 
Câu I 	(1,5 điểm)
Đốt cháy hoàn toàn 4,3 gam một chất hữu cơ X thu được 5,28 gam CO2, 1,08 gam H2O, 1,46 gam HCl. 
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, D và viết phương trình hóa học xảy ra, biết B là phân tử có cấu tạo đối xứng, dung dịch D làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Câu II 	(1,25 điểm)
Cho xenlulozơ phản ứng với anhiđrit axetic (có mặt H2SO4 đặc làm xúc tác) thu được 13,2 kg CH3COOH và 22,2 kg hỗn hợp X gồm xenlulozơ triaxetat, xenlulozơ điaxetat. Tính % khối luợng xenlulozơ triaxetat trong X. 
Vì sao khi tác dụng với H2 glucozơ tạo ra một sản phẩm là sobitol, còn fructozơ tạo ra hai sản phẩm là sobitol và manitol. 
Glucozơ có hai dạng cấu trúc mạch vòng là a-glucozơ và b-glucozơ. Cho biết dạng nào bền hơn? Giải thích. 	 
Câu III 	(1,75 điểm)
Một loại thuốc chữa bệnh thần kinh được tổng hợp theo sơ đồ. Viết các phương trình hóa học trong sơ đồ, ghi rõ điều kiện.
Thủy phân tripeptit A người ta thu được 2,250 gam a- amino axit X và 1,335 gam amino axit Y. Biết phân tử khối của X, Y lần lượt là 75 và 89. 
a) Viết các công thức cấu tạo có thể có của A. 
b) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M cần dùng để thủy phân hoàn toàn 3,045 gam A. 
Câu IV 	(1,0 điểm)
Tiến hành trùng hợp 2 gam stiren, sau phản ứng cho toàn bộ hỗn hợp thu được vào 100 ml dung dịch brom 0,15M, thêm tiếp KI dư vào thì thấy xuất hiện một lượng I2 tác dụng vừa đủ với 40 ml dung dịch Na2S2O3 0,125M. Tính hiệu suất của quá trình trùng hợp.
Viết phương trình hóa học điều chế keo dán ure-fomanđehit từ ure và fomanđehit. Loại keo này được sử dụng để dán các loại vật liệu nào? Giải thích vì sao khi dùng loại keo dán này người ta phải dùng thêm axit oxalic hoặc axit lactic? 
Câu V	(1,0 điểm) 
Cho pin Zn ZnSO4 Hg2SO4(r), SO Hg(l). Tại 250C, suất điện động chuẩn của pin E0= 1,42V, E0(Zn2+/Zn)= -0,76V, E0(Hg/Hg) = 0,792V.
Viết phản ứng xảy ra tại các điện cực khi pin hoạt động.
Tính tích số tan của Hg2SO4.
Tính các đại lượng nhiệt động học tiêu chuẩn DG0, DS0, DH0 đối với pin. Biết F = 96500 C.mol-1, dE0/dT = - 1,2 mV.K-1.
Có một vật bằng sắt tráng thiếc (vật A) và một vật bằng sắt tráng kẽm (vật B) đều có vết sây sát sâu tới lớp sắt, đặt trong không khí ẩm thì vật nào bị gỉ sắt nhanh hơn? Giải thích.
Câu VI	(1,0 điểm) 
Na2O2 và hỗn hợp Na2O2 + KO2 được dùng trong các bình thợ lặn để làm nguồn cung cấp oxi. Ứng dụng đó dựa trên cơ sở nào? Viết phương trình hóa học minh họa.
Hoàn thành các phương trình hóa học sau, nếu có xảy ra: 
a)  BaO2 + HCl đậm đặc ® 	b)  BaO2 + KI + HCl ®
c)  BaO2 + AgNO3	 ®	d) BaO2 + MnO2 
Câu VII 	( 1,0 điểm) 
Nhôm clorua ở trạng thái khí có dạng đime. Giải thích cấu trúc của dạng đime này.
Biết rằng E0(, H+/Cr3+) = 1,36 V và E0(Cl2/2Cl-) = 1,36 V, nhưng tại sao trong phòng thí nghiệm người ta có thể dùng K2Cr2O7 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc để điều chế khí Cl2? Ưu điểm của phương pháp này, viết phương trình hóa học minh họa.
Câu VIII	(1,5 điểm) 
X là hỗn hợp gồm kim loại M và muối cacbonat của nó, có số mol bằng nhau. Hòa tan hoàn toàn 51,6 gam hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư, thấy thoát ra hỗn hợp khí Y gồm NO (sản phẩm khử duy nhất) và CO2. Hỗn hợp khí Y tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch K2Cr2O7 1M trong H2SO4 loãng; khí còn lại cho qua dung dịch Ba(OH)2 dư thu được m gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm đi 45,9 gam.
Viết các phương trình hóa học xảy ra dưới dạng ion thu gọn.
Xác định công thức muối cacbonat của M và tính thành phần % về khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X.
 ------------HẾT-----------
Chú ý: Học sinh được sử dụng Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học và máy tính cá nhân đơn giản theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Giám thị không giải thích gì thêm.