Đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia môn hóa học lớp 12 năm 2011 pps

Copyright © 2010 />2
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
PHẦN 2: CÁC ĐỀ ÔN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
ĐỀ SỐ 1
THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2010
Môn: HOÁ HỌC
Thời gian : 180 phút (không kể thời gian giao đề)
(Đề thi gồm 3 trang, có 8 câu)
Câu I: ( 2.0 điểm)
Một terpen X thường gặp trong thiên nhiên được tổng hợp theo sơ đồ sau
4–metylpentan–1,4–diol

dẫn xuất dibromua

bromanken
Mg
ete khan

Grignard G

X
Cho chất G phản ứng với sản phẩm sinh ra khi cho isopren phản ứng với but–3–en–2–on sẽ thu được chất cần
tổng hợp X.
1. Hoàn thành chuyển hóa này bằng các công thức cấu tạo tương ứng.
2. Cho biết tên thông thường và ứng dụng của sản phẩm.
Câu II: (2.0 điểm)
Hydrocacbon A là một chất rắn có tính dẻo, đàn hồi (11,76% H theo khối lượng) có trong mủ cây cao su. Ozon
phân A cho C
16
H

16
O
6
, khi cho một mol chất này vào nước nóng thu được 2 mol andehit levulinic
HOC(CH
2
)
2
COCH
3
.
Hydrocacbon B (11,11% H theo khối lượng) là chất tổng hợp đầu tiên có thành phân giống A nhưng không có
tính dẻo và tính đàn hồi giống như A. B được tạo thành khi đun nóng hydrocacbon C có mặt natri ; C có thành
phần định tính giống B
1. Cho biết CTCT của A, B, C
2. Sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm của chúng chứng tỏ A có đặc trưng gì ?
Câu III: (2.0 điểm)
Quá trình tổng hợp phức Pt(CH
3
NH
2
)(NH
3
)[CH
2
COO]
2
là thuốc chống ung thư mới có hiệu qủa cao lại ít độc
và ít cho phản ứng phụ. Quá trình tổng hợp thuốc này như sau:
K

2
PtCl
4
o
KI du
70 C

A (dung dịch nâu)
3 2
+ CH NH
1:2

B (tinh thể sáng)
4 2 5
HClO và C H OH

C (rắn đỏ nâu)
3 2
NH /H O

D (tinh thể vàng kim, phân cực)
2 3
Ag CO du và axit malonic

E (tinh thể vàng nhạt)
Phương pháp phổ IR cho biết trong hợp chất C có hai loại liên kết Pt – I khác nhau và C có tâm đối xứng. Biết
M
C
= 1,88M
B

. Cho biết số phối trí của platin luôn không đổi trong quá trình tổng hợp và platin luôn giữ dạng lai
hóa dsp
2
trong các phức
1. Viết CTCT các sản phẩm A, B, C, D, E.
2. Trong sản phẩm E thì không có chứa iot. Như vậy tại sao lúc ban đầu phải chuyển K
2
PtCl
4
thành A.
3. Mục đích của việc sử dụng Ag
2
CO
3
trong phản ứng cuối là gì ?
Câu IV: (2.0 điểm)
Lý thuyết lai hóa do Carl Linus Pauling đề xuất vẫn là lý thuyết chuẩn xác nhất trong việc giải thích dạng hình
học của các chất vô cơ. Vậy ở đây chúng ta sẽ thử giải quyết những mô hình sau đây
1. Giải thích dạng hình học của TiCl
4
theo thuyết lai hóa ?
2. Giải thích dạng hình học của phức Fe(CO)
5
theo thuyết lai hóa ?
Câu V: (2.0 điểm)
Khí NO kết hợp với hơi Br
2
tạo ra một khí duy nhất trong phân tử có ba nguyên tử
1. Viết phương trình phản ứng
2. Biết ∆H

pư
< 0; K
p
(25
o
C) = 116,6. Tính K
P
ở 0
o
C, 50
o
C. Giả thiết rằng tỉ số giữa trị số cân bằng giữa 0
o
C và
25
o
C cũng như 25
o
C với 50
o
C đều bằng 1,54
3. Xét tại 25
o
C, lúc cân bằng hóa học đã được thiết lập thì cân bằng đó sẽ chuyển dịch thế nào nếu
a. Tăng lượng NO
b. Giảm lượng hơi Br
2
Copyright © 2010 />3
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
c. Giảm nhiệt độ

d. Thêm khí N
2
vào khi
(1) V = const ;
(2) P
chung
= const
Câu VI (4.0 điểm)
Guaiol (C
15
H
26
O) là một ancol rắn ở trạng thái tinh thể có cấu trúc terpen. Ancol này được phân lập từ tinh dầu
cây gỗ Bulnesia sarmienyi. Khi dehydrat hóa guaiol bằng lưu huỳnh thì thu được một hydrocacbon thơm màu xanh
da trời không chứa vòng benzen X (C
15
H
18
). Khi hòa tan hydrocacbon thơm này vào axit sunfuric đặc thì màu xanh
biến mất. Cho nước vào dung dịch này thì X được phục hồi nguyên dạng. Rất khó để hydro hóa guaiol bằng hydro
có xúc tác. Qua một loạt các chuyển hóa dưới đây ta nhận được một dẫn xuất của naphtalen (A là sản phẩm duy
nhất của quá trình ozon phân)
1. Xác định cấu trúc của guaiol và X nếu biết trong phân tử guaiol thì nhóm hydroxyl gắn với nguyên tử
cacbon bậc ba exocyclic của hệ vòng
2. Giải thích màu xanh da trời của X và nêu lý do nó bị mất màu trong dung dịch axit sunfuric đặc
3. Xác định CTCT A, B và giải thích sự tạo thành A. Có bao nhiêu mảnh isopren trong chất X
Câu VII (2.0 điểm)
Có thể tách được rhodi ra khỏi các kim loại quý khác bằng cách sau: Một mẫu bột quặng rhodi được trộn với
NaCl và đun nóng trong dòng khí clo. Bã rắn thu được chứa một muối chứa 26,76% Rhodi về khối lượng. Bã rắn
này sau đó được hòa tan vào nước, lọc dung dịch thu được rồi cô bay hơi thu được tinh thể B chứa 17,13% rhodi.

Tinh thể được làm khô ở 120
o
C đến khối lượng không đổi (khối lượng mất đi là 35,98%) rồi đun nóng tới 650
o
C.
Rửa bã rắn thu được bằng nước ta có rhodi tinh khiết
1. Xác định công thức A, B
2. Khi một lượng dư H
2
S được sục qua dung dịch muối A thì tạo thành kết tủa C. Thành phần hợp thức của
hợp chất này chứa 47,59% S. Xác định công thức C
3. Giải thích tại sao cần phải rửa bằng nước nóng ở bước cuối cùng. Viết các phản ứng xảy ra
Câu VIII: (4.0 điểm)
Các cacbohydrat tự nhiên đều được tổng hợp quang hóa trong cây xanh. Tuy nhiên các cacbohydrat không có
trong tự nhiên có thể được tổng hợp bằng con đường nhân tạo. Sơ đồ dưới đây là sơ đồ tổng hợp L-ribozơ. Hoàn
chỉnh sơ đồ tổng hợp sau:
_________________ HẾT _________________
- Thí sinh không được sử dụng tài liệu.
- Giám thị không giải thích gì thêm.
Copyright © 2010 />4
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
THPT CHUYÊN HÀ NỘI KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
ĐÁP ÁN ĐỀ THI THỬ LỚP 12 THPT NĂM 2009 – 2010
Môn: HOÁ HỌC
(Đáp án đề thi gồm 4 trang, có 8 câu)
Câu I: (2.0 điểm)
1. Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,75 điểm)
2. Chất này là -bisabolol thường dùng trong công nghiệp mỹ phẩm (0,25 điểm)
Câu II: (2.0 điểm)
1. Công thức thực nghiệm của A là (C

5
H
8
)
x
, nó là cao su tự nhiên. Các công thức thực nghiệm của B và C lần
lượt là (C
2
H
3
)
y
. B là cao su tổng hợp polibutadien còn C là buta-1,3-dien (1,5 điểm, một điểm cho mỗi cấu
tạo).
2. Ta có:
Như vậy sự vắng mặt của axetylaxeton trong sản phẩm ozon phân chứng tỏ cao su thiên nhiên có cấu trúc
“đầu - đầu” (0,5 điểm cho lập luận)
Câu III: (2.0 điểm)
1. Công thức cấu tạo các chất liên quan (1,25 điểm ; 0,25 điểm cho mỗi cấu tạo)
Copyright © 2010 />5
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
2. Để chắc chắn thu được sản phẩm cuối thì buộc B phải ở dạng cis nên K
2
PtCl
4
phải được chuyển thành A
(0,25 điểm)
3. Ag
2
CO

3
phản ứng với D theo phản ứng D + Ag
2
CO
3
= DCO
3
+ 2AgI sau đó DCO
3
phản ứng với axit
malonic tạo thành E (0,5 điểm)
Câu IV: (2.0 điểm)
1. Do đối với Ti lúc này thì năng lượng của AO 3d đã giảm thấp hơn so với AO 4p nên sẽ có sự tổ hợp giữa 1
AO 4s và 3 AO 3d tạo thành 4 AO lai hóa sd
3
hướng về 4 đỉnh của một tứ diện đều (1 điểm)
2. Do CO là phối tử trường mạnh nên sẽ đẩy các electron của Fe về trạng thái cặp đôi. Lúc này 1 AO 3d trống
sẽ tổ hợp với 1 AO 4s trống và 3 AO 4p trống thành 5 AO lai hóa dsp
3
hướng về 5 đỉnh của một lưỡng tháp
tam giác.(1 điểm)
Câu V: (2.0 điểm)
1. 2NO
(k)
+ Br
2(hơi)
→ 2NOBr
(k)
∆H > 0 (0,25 điểm)
2. Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ K

P
tại 0
o
C < K
P
(25
o
C) < K
P
(50
o
C)
Vậy K
P
tại 0
o
C = 1/1,54.K
P
= 116,6 / 1.54 = 75,71
K
P
tại 50
o
C = 1,54.K
P
= 116,6.1,54 = 179,56 (0,25 điểm)
3. Xét sự chuyển dời cân bằng hóa học tại 25
o
C
Trường hợp a và b về nguyên tắc cần xét tỉ số:

2
NOBr
NO
P
Q
P

Sau đó so sánh Q với K
P
để kết luận
Tuy nhiên ở đây không có điều kiện để lập luận theo biểu thức này nên ta sẽ dựa vào nguyên lý Le
Chartelier
a. Nếu tăng lượng NO thì cân bằng dịch chuyển sang phải (0,25 điểm)
b. Nếu giảm lượng Br
2
thì cân bằng hóa học dịch chuyển sang trái (0,25 điểm)
c. Nếu giảm nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển sang trái để chống lại chiều giảm nhiệt độ (0,25 điểm)
d. Thêm N
2
là khí trơ
+ Nếu V = const thì không ảnh hưởng tới cân bằng hóa học do N
2
không gây ảnh hưởng liên hệ nào (theo
định nghĩa áp suất riêng phần)
+ Nếu P = const ta xét liên hệ
Nếu chưa có N
2
thì P = P
NO
+ P

Br2
+ P
NOBr
(a)
Nếu đã có N
2
thì P = P’
NO
+ P’
Br2
+ P’
NOBr
+ P
N2
(b)
Vì P = const nên P’
i
= P
i
Lúc đó xét Q theo biểu thức liên hệ trên và so sánh tương quan với K
P
- Q = K
P
: không ảnh hưởng
- Q > K
P
: cân bằng chuyển dịch sang trái để Q giảm tới K
P
- Q < K
P

: cân bằng chuyển dời sang phải để Q tăng tới K
P
(1,25 điểm)
Câu VI (4.0 điểm)
1. Ta có thể suy luận công thức của guaiol dựa trên những dữ kiện sau:
- Dehydrat hóa ancol này bằng lưu huỳnh thu đươc hydrocacbon thơm X màu xanh da trời không chứa vòng
benzen. Như vậy X chỉ có thể là dẫn xuất của azulen.
- Độ bất bão hòa của guaiol là 3, tức ứng với hai vòng vẫn còn một nối đôi. Vị trí của nối đôi đó sẽ nằm ở
điểm tiếp giáp hai vòng do vị trí đó khó bị hydro hóa nhất, và khi ozon phân vị trí này sẽ dễ cho sản phẩm
chuyển vị là hai vòng 6 giáp nhau. Một vòng sinh ra do sự mở rộng vòng 5, một vòng sinh ra do sự thu hẹp
vòng 7
- Ta dễ dàng nhận thấy rằng quá trình chuyển hóa của guaiol không hề ảnh hưởng tới các mạch nhánh, vì
vậy từ vị trí các mạch nhanh trong dẫn xuất naphtalen ta có thể suy ra được vị trí của các mạch nhánh này
trong guaiol.
Copyright © 2010 />6
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
- Do nhóm OH của guaiol nằm ở cacbon bậc ba nên công thức cấu tạo của guaiol chỉ có thể là:
Lý luận dẫn ra CTCT đúng được 1,0 điểm, cấu tạo 0,5 điểm
- Công thức cấu tạo X sẽ là (0,5 điểm)
2. Màu xanh da trời của X có được do sự liên hợp giữa các nối đôi trong phân tử X. (0,25 điểm)
Khi hòa tan X vào axit sunfuric đặc màu xanh sẽ biến mất do sự biến mất của hệ thống liên hợp trong hợp
chất được tạo thành như hình vẽ: (0,5 điểm)
3. Công thức cấu tạo hai chất A, B như sau. Đúng CTCT mỗi chất được 0,25 điểm
OH
OH
O
O
A
B
Sự tạo thành chất A được giải thích như sau (0,5 điểm)

Do công thức phân tử của A là C
15
H
26
O nên trong A sẽ có 3 mảnh isopren (0,25 điểm)
Câu VII (2.0 điểm)
1. Na
3
[RhCl
6
] (0,375 điểm) ; Na
3
[RhCl
6
].12H
2
O (0,375 điểm)
2. Rh
2
S
3
.2H
2
S (0,5 điểm)
3. Để loại bỏ các muối tan, chủ yếu là NaCl (0,25 điểm).
Mỗi phản ứng đúng được 0,125 điểm
2Rh + 6NaCl + 3Cl
2
= 2Na
3

[RhCl
6
]
Copyright © 2010 />7
TUYỂN TẬP ĐỀ THI HSG MÔN HÓA HỌC
Na
3
[RhCl
6
].12H
2
O = Na
3
[RhCl
6
] + 12H
2
O
2Na
3
[RhCl
6
] = 2Rh + 6NaCl + 3Cl
2
2Na
3
[RhCl
6
] + 3H
2

S = Rh
2
S
3
.3H
2
S + 6NaCl + 6HCl
Câu VIII (4.0 điểm)
Công thức cấu tạo các sản phẩm trung gian (Các chất A, B mỗi chất 0,5 điểm, còn C, D, E, F mỗi chất 0,75 điểm).
Lưu ý quá trình chuyển từ D sang chất ở dòng thứ hai bao gồm nhiều hơn một giai đoạn
_________________ HẾT _________________
Thí sinh có thể làm cách khác, nếu đúng vẫn được điểm tối đa