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

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN
VÙNG DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG
TỈNH NAM ĐỊNH
ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
ĐỀ THI MÔN HÓA HỌC KHỐI 11
NĂM 2016
Thời gian làm bài 180 phút
(Đề này có 05 trang, gồm 10 câu)
Câu 1: (2 điểm) Tốc độ phản ứng – Cân bằng hóa học
1. Đối với phản ứng:
H2(k) + 12 O2(k) → H2O(k) 
Người ta đã đề xuất cơ chế dây truyền cho phản ứng như sau:
Khơi mào:	H2 k1 2H∙
Lan truyền:	H∙+O2 k2OH∙+O∙
	O∙+H2 k3OH∙+H∙
	OH∙+H2 k4H2O+H∙
Đứt mạch trên thành bình:	H∙ k5 
	OH∙ k6 
a. Thiết lập biểu thức của tốc độ phản ứng.
b. Chứng minh rằng cơ chế cho phép giải thích sự tồn tại một áp suất nổ đối với hỗn hợp tỉ lượng của các chất đầu.
2. Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào nhiệt độ đối với cân bằng:
PCl5(k) D PCl3(k) + Cl2(k)
được thể hiện bằng biểu thức:
logKP=-4375T+1,75logT+3,78
 trong đó T là nhiệt độ tính theo Kelvin (K).
a. Tính KP, ΔG0, ΔS0 của phản ứng tại 2000C. Coi ΔS0 không phụ thuộc vào nhiệt độ.
b. Phản ứng được tiến hành trong các điều kiện đẳng nhiệt, đẳng áp tại nhiệt độ 2000C và áp suất 150 kPa trong một bình chứa thể tích có thể thay đổi ban đầu chỉ chứa PCl5 tới khi cân bằng được thiết lập. Tính độ chuyển hoá của PCl5 (theo %).
	Cho biết: 1 bar = 105 Pa; lna = 2,303loga.
Câu 2: (2 điểm) Cân bằng trong dung dịch điện ly
Trộn hai dung dịch Na3PO4 x (M) và HCl 0,20 M theo tỉ lệ 1 : 1 thu được dung dịch A có pH = 1,5.
1. Xác định giá trị của x.
2. Cho AgNO3 vào dung dịch A đến khi nồng độ cân bằng [NO3-] = 0,20 M, thu được chất rắn B và dung dịch C. Chứng minh rằng chất rắn B chỉ chứa một kết tủa duy nhất, tìm pH của dung dịch C.
3. Thêm một lượng Na3PO4 rắn vào 1,00 L dung dịch C. Tính khối lượng Na3PO4 tối thiểu cần cho vào dung dịch C để bắt đầu xuất hiện kết tủa.
Cho: H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32. 
AgCl có pKs = 10,0; Ag3PO4 có pKs = 17,59; Ag+ và OH- có pKs = 7.7.
Cân bằng Ag+ + H2O D Ag(OH) + H+ có β = 10-11,7.
Câu 3: (2 điểm) Điện hóa học
Một pin nhiên liệu được tạo thành khi ghép 3 thành phần (anot, chất điện ly là NaOH đặc và catot) như hình vẽ. Hiđro được dùng làm nhiên liệu và oxi được dùng làm chất oxi hóa. 
Khí hiđro trong pin nhiên liệu được cung cấp bởi phản ứng thủy phân của natri borhidrua.
1. Viết các bán phản ứng xảy ra tại các điện cực và sơ đồ pin.
2. Hãy tính thế chuẩn của nửa phản ứng tại catot nếu thế chuẩn của nửa phản ứng tại anot là -0.83 V và DfG° (H2O(l)) là -237 kJ·mol-1. (Hằng số Faraday F = 96485C/mol)
3. Tính thể tích không khí tại 25°C và 1,0 atm cần thiết để tạo thành dòng điện ổn định có cường độ 2,5 A trong vòng 3,0 giờ từ pin nhiên liệu này. Coi như không khí chứa 20% khí O2 theo thể tích.
4. Hiệu suất của pin nhiên liệu được tính theo tỷ số giữa công (Work) thực hiện được so với lượng nhiệt (Heat) sinh ra bởi các phản ứng điện cực. Như vậy hiệu suất cực đại của một pin nhiên liệu được tính bởi công thức:
hpin nhiên liệu = côngnhiệt
Hãy tính hiệu suất cực đại của pin nhiên liệu trên theo các số liệu dưới đây ở 25 oC và áp suất chuẩn.
Chất
H2(k)
O2(k)
H2O(l)
S° (J×mol-1×K-1)
130,7
205,2
70,0
Câu 4: (2 điểm) Nhóm N-P, nhóm C-Si
1. Khí X dễ cháy là thành phần chính của khí thiên nhiên. Khí X phản ứng ở nhiệt độ cao với nguyên tố Y màu vàng ở dạng nóng chảy tạo thành hợp chất Z và R trong đó R có mùi trứng thối. Hợp chất Z phản ứng với khí T màu vàng lục nhạt thu được sản phẩm cuối cùng là hợp chất V và nguyên tố Y. Hợp chất V cũng có thể được tạo ra bằng phản ứng trực tiếp giữa X và T. Xác định công thức hóa học của các hợp chất trên và viết các phương trình phản ứng.
2. Khi đun nóng magie kim loại với khí nitơ tạo thành hợp chất A màu xám nhạt. A phản ứng với nước sinh ra kết tủa B và khí C. Khí C phản ứng với ion hypoclorit thu được chất lỏng D không màu. Chất lỏng D phản ứng với axit sunfuric theo tỉ lệ mol 1:1 tạo ra hợp chất ion E. Dung dịch trong nước của E phản ứng với axit nitrơ, sau đó trung hòa dung dịch thu được với amoniac tạo thành muối F có công thức thực nghiệm là NH. Khí C phản ứng với natri kim loại đun nóng thu được chất rắn G và khí hydro. Chất G phản ứng với đinitơ oxit theo tỉ lệ mol 1:1 sinh ra chất rắn H và nước. Anion trong H và F là giống nhau. Xác định các chất từ A tới H, gọi tên, viết phương trình phản ứng đã xảy ra.
Câu 5: (2 điểm) Phức chất
1. Muối Zeise, K[PtCl3C2H4], là một trong những hợp chất cơ kim loại đầu tiên được phát hiện. W.C. Zeise, giáo sư tại Đại học Copenhagen, điều chế hỗn hợp này vào năm 1827 bằng cách cho PtCl4 vào etanol sôi và sau đó thêm KCl (Phương pháp 1). Muối này cũng có thể được tạo ra bằng cách đun nóng hồi lưu hỗn hợp của K2[PtCl6] và etanol (Phương pháp 2). Muối Zeise thương mại thường được điều chế từ K2[PtCl4] và etilen (Phương pháp 3). Viết phương trình cân bằng cho mỗi cách điều chế muối Zeise ở trên, biết rằng trong phương pháp 1 và 2, để hình thành của 1 mol muối Zeise cần tiêu thụ 2 mol etanol.
2. Với các phản ứng thế trong phức vuông phẳng của plantinium(II), các phối tử có thể được sắp xếp theo thứ tự khả năng tạo thúc đấy sự thế ở vị trí trans với chính những phối tử đó (hiệu ứng trans). Trật tự của các phối tử là: CO , CN- , C2H4 > PR3 , H- > CH3- , C6H5- , I- , SCN- > Br- > Cl- > Py > NH3 > OH- , H2O. Trong đó, các phối tử nằm bên trái có hiệu ứng trans mạnh hơn so với các phối tử nằm bên phải. Một số phản ứng của muối của Zeise và phức chất [Pt2Cl4(C2H4)2 ] được cho bên dưới đây.
a. Vẽ cấu trúc của A, cho rằng các phân tử phức chất này có một tâm đối xứng, không có liên kết Pt-Pt và không có cầu nối anken.
b. Vẽ cấu trúc của B, C, D, E, F và G.
c. Giải thích nguyên nhân tạo ra D và F bằng cách lựa chọn các nguyên nhân sau:
i) Tạo thành khí	ii) Tạo thành chất lỏng
iii) Hiệu ứng trans	iv) Hiệu ứng vòng càng
Câu 6: (2 điểm) Quan hệ cấu trúc – tính chất
1. Dự đoán các phản ứng sau là thuận lợi hay không thuận lợi về mặt nhiệt động học, giải thích.
2. Dự đoán độ bền của [1.1.1]propellan (chất X) so với [2.1.1]propellan (chất Y).
Thực nghiệm chỉ ra nhiệt hidro hóa của X và Y như sau:
Kết quả này có phù hợp với dự đoán ban đầu hay không? Nêu nhận xét về kết quả thực nghiệm.
3. So sánh, giải thích sự khác nhau trong các giá trị pKa của phenol và catechol:
Câu 7: (2 điểm) Hidrocacbon
1. Sabinen là một tecpen tạo vị cay cho hạt tiêu đen có tên IUPAC là 4-metylen-1-(1-metyletyl)bixyclo[3.1.0]hexan.
a. Biểu diễn các đồng phân cấu hình của sabinen (ghi rõ cấu hình).
b. Chọn một đồng phân cấu hình của sabinen rồi cho phản ứng hoàn toàn với H2 dư có mặt Ni đun nóng làm xúc tác. Biểu diễn cấu dạng bền của các sản phẩm sinh ra.
2. Sabinen dùng trong công nghiệp thực phẩm được tổng hợp theo sơ đồ sau:
a. Xác định cấu tạo và tên gọi theo danh pháp IUPAC của A, B, C, D.
b. Viết sơ đồ tổng hợp chất đầu từ nguyên liệu chính là metyl vinyl xeton và isobutyrandehit.
Câu 8: (2 điểm) Xác định cấu trúc
1. Limonen là một monotecpen hidrocacbon quang hoạt có nhiều trong tinh dầu cam, chanh. Ozon phân oxy hóa limonen thu được X (C9H14O4). X tham gia phản ứng idofom tạo thành axit (R)-butan-1,2,4-tricacboxylic.
a. Xác định cấu trúc của limonen biết khi hidro hóa limonen thu được sản phẩm không có tính quang hoạt.
b. Cho limonen tác dụng với CH2I2 có mặt xúc tác Zn-Cu thu được sản phẩm Y. Biểu diễn các đồng phân cấu hình có thể có của Y.
2. Ozon phân khử limonen thu được hợp chất A (C10H16O2). Cho A ngưng tụ trong môi trường kiềm thu được hai sản phẩm B và C là đồng phân cấu tạo của nhau. Đồng phân hóa B trong dung dịch HCl thu được D. Tiếp theo, D phản ứng với ozon trong môi trường kiềm mạnh, đun nóng thì bị oxy hóa cắt mạch thu được muối của axit (1S,3R)-3-(cacboxymetyl)-2,2-dimetylxyclopropancacboxylic. Xác định cấu trúc của A, B, C, D và cho biết cơ chế của quá trình chuyển hóa đồng phân hóa B thành D.
Câu 9: (2 điểm) Cơ chế
1. Viết cơ chế cho các phản ứng sau:
a.
b. 
2. a. Chuyển vị Cope được phát hiện ra khi đun nóng 3-metyl-1,5-hexađien ở 300°C thu được (E)-1,5-heptađien. Dùng mũi tên cong, viết cơ chế cho phản ứng.
b. Trong quá trình tổng hợp lập thể morphin, người ta thực hiện chuyển vị Cope với chất X (hình bên). Hãy dự đoán cấu trúc của sản phẩm thu được.
Câu 10: (2 điểm) Tổng hợp hữu cơ
Giải thưởng Nobel y học năm 2015 vinh danh nhà khoa học nữ Tu Youyou (Trung Quốc) bởi công trình nghiên cứu chiết xuất Artemisinin từ cây thanh hao hoa vàng phục vụ việc chữa trị sốt rét. Đây là một thành tựu mang tính đột phá của ngành y học nhiệt đới trong thế kỷ 20, giúp nâng cao chất lượng sức khỏe cho hàng triệu người sống ở các quốc gia đang phát triển. Ngày nay, người ta có thể tổng hợp Artemisinin từ Citronellal có trong tinh dầu xả theo sơ đồ sau:
Xác định cấu tạo các chất chưa rõ trong sơ đồ phản ứng trên.
--------------------------------HẾT--------------------------------
Giáo viên: Lại Năng Duy (01634121380)