Đề xuất đề thi học sinh giỏi khu vực duyên hải – ĐBBB 2016 môn: Hóa học – lớp 11 - Tỉnh Lào Cai

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI
 ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11
NĂM 2016
 ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
Thời gian làm bài 180 phút
( Đề này có 04 trang, gồm 10 câu)
Câu 1.(2,0 điểm): Tốc độ phản ứng – Cân bằng hóa học
1.Để phân hủy hiđropeoxit (H2O2) với chất xúc tác là iot trong dung dịch có môi trường trung tính, người ta trộn dung dịch H2O2 3 % (khoảng 30 g H2O2/ 1L dung dịch) với dung dịch KI 0,1 M và nước với những tỉ lệ khác nhau về thể tích; và đo thể tích khí oxi thoát ra . Kết quả được trình bày trong bảng phía dưới:
Thí nghiệm
ở 298 K và 1 atm
1
25
50
75
4.4
2
50
50
50
8.5
3
100
50
0
17.5
4
50
25
75
4.25
5
50
100
0
16.5
a. Xác định bậc riêng phần tương đối với H2O2, và I-.
b.Viết phương trình phản ứng hóa học và xác định phương trình luật tốc độ.
c. Hãy tính nồng độ mol của H2O2 tại thời điểm bắt đầu phản ứng và sau khi phản ứng tiến hành được 4 phút đối với thí nghiệm số 4.
d. Cơ chế phản ứng bao gồm một số bước sau:
H2O2	 +	I−	 	H2O	+ 	IO−	(1)
IO−	+	H2O2	 	O2	+	I−	(2)
Tốc độ của hai phản ứng trên giống hay khác nhau? Phản ứng nào quyết định tốc độ của phản ứng tổng quát sinh ra oxi? Chứng minh câu trả lời của bạn.
2. Người ta cho khối lượng mol của thủy ngân bằng 0,2006 kg/mol, của oxi bằng 0,0160 kg/mol. Biết rằng áp suất hơi bão hòa của thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ theo biểu thức: . Đối với cân bằng HgO(r)Hg(l)+ 1/2O2(k) thì áp suất của oxi tính theo biểu thức . Cho áp suất tiêu chuẩn P0=1,000 atm; P (atm); R = 8,3140 J.K-1.mol-1.
a. Tính tạo thành của Hg(k).
b. Cho m gam HgO(r) vào một bình chân không có thể tích bằng 2,240 lít rồi đun đến 850K và giữ nhiệt độ không đổi trong suốt quá trình làm thí nghiệm. Khi áp suất trong bình đã ổn định thì trong bình vẫn còn 1,000 gam HgO(r). Thêm dần thủy ngân lỏng vào bình cho đến khi trong bình có xuất hiện một giọt nhỏ đầu tiên của thủy ngân lỏng (khối lượng 1,000 gam) thì ngừng lại. Lượng Hg(l) đã thêm vào là m’ gam. Hãy xác định m và m’. 
Câu 2.(2,0 điểm): Cân bằng trong dung dịch điện li
1.Thêm dần dung dịch Pb(NO3)2 vào 20,00 mL hỗn hợp gồm Na2SO4 0,020 M; Na2C2O4 5,00.10-3 M; KI 9,70.10-3 M; KCl 0,050 M và KIO3 0,0010 M. Khi bắt đầu xuất hiện kết tủa màu vàng của PbI2 thì dùng hết 21,60 mL Pb(NO3)2. Bằng các phép tính cụ thể, hãy cho biết:
a. Thứ tự xuất hiện các kết tủa?
b. Nồng độ của dung dịch Pb(NO3)2?
Cho biết: = 7,66; = 12,61; = 7,86; = 10,05
Chấp nhận bỏ qua các quá trình phụ của các ion. 
2. Hòa tan riêng rẽ 2 phần borac Na2B4O7.10H2O (M = 381,24; mỗi phần có cùng khối lượng m = 0,1910 gam) và pha trong 2 bình định mức có dung tích 100 ml. Chuẩn độ phần 1 hết 9,90 ml dung dịch HCl. Chuẩn độ phần 2 hết 19,90 ml dung dịch axit tactric (kí hiệu H2A).
 a. Viết phương trình hoá học của phản ứng chuẩn độ borac bằng H2A. Tính hằng số cân bằng của phản ứng.
 b. Không cần tính, hãy giải thích việc chọn chất chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ borac bằng H2A. 
Cho: H2B4O7: pKa1 =4; pKa2 =9; H2A: pKa1 =2,89; pKa2 =4,52; 
H2B4O7 + 5 H2O 4 H3BO3 K = 2,7.102;
Câu 3.(2,0 điểm): Điện hóa học
Pin chì-axit hay còn gọi là ắc quy chì gồm anot là tấm lưới chì phủ kín bởi chì xốp, catot là tấm lưới chì phủ kín bởi PbO2 xốp. Cả 2 điện cực được nhúng trong dung dịch điện li H2SO4. 
a. Hãy viết các quá trình xảy ra trên từng điện cực, phản ứng trong pin khi pin chì-axit phóng điện và biểu diễn sơ đồ của pin.
Cho biết: E0 của Pb2+/Pb là -0,126V; của PbO2/Pb2+ = 1,455V; HSO4- có pKa = 2,00; PbSO4 có pKS = 7,66; ở 250C.
b. Tính E0 của PbSO4/Pb; PbO2/PbSO4 và tính điện áp V của ắc quy chì, nếu 
CH2SO4 ≈ 1,8M.
Câu 4.(2,0 điểm): Nhóm N – P, nhóm C – Si
1. Photpho là nguyên tố hoá học có vai trò quan trọng trong tự nhiên và đời sống của động thực vật, vì thế những hiểu biết về hoá học của photpho mang ý nghĩa to lớn cả về lí thuyết và thực tế. Photpho tạo thành các hợp chất PF3 và PF5 với flo.
a. Dựa vào thuyết lực đẩy của các cặp electron hoá trị (VSEPR), cho biết dạng hình học electron (bao gồm cả phân bố không gian của các nguyên tử và các cặp electron không liên kết), hình học phân tử (phân bố không gian của các nguyên tử) và trạng thái lai hoá của nguyên tử P trong các phân tử trên. Trả lời kèm theo các hình vẽ tương ứng.
 b. Hãy so sánh (có giải thích) độ dài các liên kết P-F trong PF5.
 c. Trong hai florua nói trên, phân tử của hợp chất nào có cực, tại sao? 
d. N và P cùng nằm trong cùng nhóm V(A). Nitơ có dễ dàng tạo thành hợp chất NF5 không, tại sao?
2. Hãy cho biết:
a. Tại sao SiO2 có nhiệt độ nóng chảy cao hơn CO2?
b. Tại sao photphin(PH3) có nhiệt độ sôi thấp hơn amoniac(NH3), nhưng Silan(SiH4) lại có nhiệt độ sôi cao hơn metan(CH4)
c. Si có hòa tan trong dung dịch axit không? Nếu có hãy viết phương trình phản ứng?
Câu 5.(2,0 điểm): Phức chất
Một phức kim loại chuyển tiếp chứa các phối tử nghịch từ có thể là nghịch từ (tất cả các electron đều cặp đôi) hoặc thuận từ (có chứa 1 hay nhiều electron độc thân) phụ thuộc vào cấu hình electron của ion kim loại trung tâm, bản chất của các phối tử, và cấu trúc hình học của phối tử. Độ lớn từ tính (độ thuận từ) của một phức kim loại được đặc trưng bằng momen từ hiệu dụng/thực (μeff). μeff được xác định thông qua phép đo độ cảm từ tính theo mol (χm) và thường được biểu thị bằng Borh magneton (BM).
Theo lí thuyết, có 2 thành phần đóng góp tạo nên momen từ, momen học spin và momen góc obitan. Đối với nhiều phức phức của các ion kim loại nhóm d ở hàng đầu tiên thì thành phần thứ 2 đóng góp vào momen từ có thể bỏ qua. Do đó, momen từ (chỉ chứa phần spin) có thể được xác định thông qua số các electron độc thân, n:
μspin=n(n+2) (BM)
1. Momen từ hiệu dụng của 2 phức bát diện K4[Mn(CN)6].3H2O và K4[Mn(SCN)6] tương ứng là 2,18 BM và 6,06 BM.
a. Hãy tính số electron độc thân trong mỗi phức. Phức nào là phức spin thấp? Phức nào là phức spin cao?
b. Hãy giải thích câu trả lời của bạn bằng lí thuyết trường tinh thể.
2. Hãy tính μ (spin) của phức [Ni(H2O)6]Cl2.
3. Trong thực tế, giá trị μeff đo được bằng thực nghiệm của phức [Ni(H2O)6]Cl2 là 3,25 BM. Đây không phải là điều ngạc nhiên vì thực tế là momen từ của những phức bát diện của Ni2+ (d8) thường không tuân theo công thức momen từ chỉ chứa phần spin. Trong những trường hợp này, phải chú ý đến sự đóng góp của momen góc obitan. Momen từ có sự đóng góp của cả 2 thành phần spin-orbitan được tính như sau:
μeff= μphần spin× 1-4λ∆oct
ở đây l là hằng số cặp đôi spin-orbitan của ion Ni2+, có giá trị bằng 315 cm−1; Δoct là hệ số tách trường trinh thể.Tính momen từ hiệu dụng (μeff) của phức [Ni(H2O)6]Cl2 và chú ý đến sự cặp đôi spin-orbitan, Δoct của [Ni(H2O)6]2+ là 8500 cm-1.
4. Dibenzoylmetan (DBM) được biết đến nhiều như là một phối tử càng cua mà có thể tạo ra rất nhiều phức bền với nhiều ion kom loại chuyển tiếp.
DBM
Phản ứng của Ni(CH3COO)2.4H2O với DBM trong dung dịch etanol-nước tạo ra tinh thể phức A màu xanh nhạt, phức này giảm 6,8% khối lượng khi nung nóng đến 210oC trong không khí và tạo ra chất rắn B màu xanh. Chất B được chuyển hóa một cách định lượng sang những tinh thể lăng trụ màu nâu C bằng phương pháp kết tinh lại trong toluene khô. B và C là 2 loại có nhiều hình dạng và sự chuyển hóa lẫn nhau giữa chúng diễn ra thuận nghịch. Kết quả phân tích bằng tia Rơnghen đơn tinh thể C cho thấy chúng có dạng hình học phẳng vuông với thành phần hóa học là [Ni(DBM)2]. Trong khi đó B là chất thuận từ với momen từ hiệu dụng là 3,27 BM, phức C là nghịch từ. Khi B và C để trong không khí, chúng từ từ chuyển sang A. Quá trình này sẽ xảy ra nhanh hơn nếu có mặt của một số dung môi hữu cơ .
a. Hãy vẽ giản đồ tách các obitan d của ion Ni2+ trong C và khẳng định lại tính chất nghịch từ của C.
b. Công thức phân tử của A là gì? Giả thiết A là phức đơn hạt nhân.
c. Momen từ hiệu dung của A là 3,11 BM . Cấu trúc hình học phù hợp với A nhất là gì? (Giả sử nếu A là phức bát diện Δoct của A là tương tự như của [Ni(H2O)6]2+).
d. Vẽ tất cả các đồng phân có thể của A.
e. Bạn nghĩ rằng hình học phân tử của B sẽ như thế nào?
Câu 6.(2,0 điểm): Quan hệ cấu trúc – tính chất
1. Metyl da cam là chất chỉ thị màu axit-bazơ có công thức: 
 Cho biết nguyên tử N nào có tính bazơ mạnh nhất ? Giải thích.
2. Trong hai chất A, B sau chất nào phân cực mạnh hơn?
A:
B:
 Câu 7.(2,0 điểm): Hiđrocacbon
	1. Hãy viết một công thức cấu tạo của hiđrocacbon X (C14H26) mà có hơn 50 đồng phân quang học. 
	2. Thành phần chính của dầu thông là α-pinen (2,6,6-trimetylbixiclo[3.1.1]hept-2-en). 
Cho α-pinen tác dụng với axit HCl được hợp chất A, sau đó cho A tác dụng với KOH/ancol thu được hợp chất camphen (B). Viết cơ chế phản ứng chuyển hóa α-pinen thành A và A thành B. Trong môi trường axit, B quang hoạt chuyển hóa thành B raxemic. Giải thích hiện tượng này. 
Viết sơ đồ các phản ứng tổng hợp B từ xiclopentađien và acrolein cùng các hóa chất cần thiết khác, biết rằng một trong số các sản phẩm trung gian của quá trình tổng hợp là một enol axetat C.
Câu 8.(2,0 điểm): Xác định cấu trúc
Hợp chất B (C15H13NO2) được tạo thành từ hợp chất A qua 2 giai đoạn phản ứng: A phản ứng với HNO2 ở 0 oC, sau đó thủy phân sản phẩm ở 70 oC. Khi khử B bằng NaBH4, sau đó đun nóng sản phẩm trong dung dịch axit HCl thì được C. Đun nóng C trong hỗn hợp (CH3CO)2O/H2SO4, được D. Hãy xác định công thức cấu tạo của các hợp chất B, D và hoàn thành sơ đồ các phản ứng tổng hợp D từ A. Biết rằng B là một đixeton chứa dị vòng ngưng tụ; A và C có công thức cấu tạo như sau:
Câu 9.(2,0 điểm): Cơ chế
Viết cơ chế phản ứng điều chế coumarin (dược chất làm giãn nở động mạch vành, có trong nấm lim xanh):
Câu 10.(2,0 điểm): Tổng hợp hữu cơ
Anilin và các dẫn xuất là tiền chất quan trọng trong tổng hợp hoá dược và phẩm nhuộm. 
a. Từ metyl benzoat, axetyl clorua, piriđin, dung môi và các chất vô cơ cần thiết, hãy đề nghị sơ đồ thích hợp (có phân tích) để tổng hợp metyl 5-amino-4-brom-2-nitrobenzoat. 
b. Từ anisol, dung môi và các chất vô cơ cần thiết, hãy đề nghị sơ đồ thích hợp (có phân tích) để tổng hợp 5-clo-2-metoxi-1,3-điaminobenzen.
..HẾT
 Giáo viên
 Trịnh Thị Thu Hiền
 SĐT 0987408 389