Đề và đáp án thi học sinh giỏi lớp 12 môn hóa 2012 2013 tỉnh quảng bình vòng 2

SỞ GD-ĐT QUẢNG BÌNH KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH LỚP 12 THPT
NĂM HỌC 2012 - 2013
Môn thi: Hóa học – Vòng II
HƯỚNG DẪN CHẤM
Câu I (2,0 điểm):
1. X là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở, có công thức phân tử là C 4H6O2. Sau khi cho X tác dụng với dung
dịch NaOH đun nóng, thu được sản phẩm có khả năng tráng bạc. Viết các công thức cấu tạo có thể có của X và
gọi tên.
2. Viết phương trình hóa học của phản ứng trong các trường hợp sau (chỉ xét sản phẩm chính):
a. ClNH3CH2COOH + NaOH(dư) →
b. o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + NaOH(dư) →
trïng hîp
→
c. CH2=CH-COOH + HBr →
d. Caprolactam 
Giải câu I (2,0 điểm):
I.1 (1.0 điểm):
Theo bài ra, sản phẩm thu được khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH có hợp chất chứa
nhóm –CHO hoặc muối fomat. Vậy, các công thức cấu tạo có thể có của X là:
HCOOCH2CH=CH2
prop-2-en-1-ylmetanoat (hoặc anlyl fomat)
HCOOCH=CH CH3
prop-1-en-1-ylmetanoat
HCOOC(CH3)=CH2
(1-metyl)etenylmetanoat (hoặc isopropenyl fomat)
CH3COOCH=CH2
etenyletanoat (hoặc vinyl axetat)
I.2 (1.0 điểm):
a. ClNH3CH2COOH + 2NaOH → H2NCH2COONa + NaCl + 2H2O
b. o-HOOC-C6H4-OOCCH3 + 3NaOH → o-NaOOC-C6H4-ONa + CH3COONa + 2H2O
c. CH2=CH-COOH + HBr → CH2Br-CH2-COOH

CH2

CH2

CH2

CH2

0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm

NH
trïng hîp

n CH2

d.

0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm

CO

HN

CH2

CH2 CH2 CH2 CH2 CO

n

0,25 điểm

Câu II (2,5 điểm):
1. Các chất A, B, C, D mạch hở đều có cùng công thức phân tử C 3H7O2N. Ở điều kiện thường A, B là chất rắn,
còn C và D là chất lỏng. Khi phản ứng với hiđro trong điều kiện thích hợp, từ A thu được C 3H9O2N, từ D thu
được C3H9N. Các chất A, B và C đều tác dụng được với dung dịch HCl loãng và dung dịch NaOH. Chất B, C khi
tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được muối của các α- amino axit. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các
chất A, B, C, D. Biết rằng trong các chất trên không có chất nào tham gia phản ứng tráng bạc. Viết các phương
phản ứng đã nêu trên.
CH3
CH3
H
2. Trong thuốc lá có chất anabazin và một đồng phân cấu
N
N
N
tạo của nó là nicotin (rất độc). Ngoài ra người ta còn tổng
hợp được chất nicotirin có cấu tạo tương tự nicotin:
a. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho mỗi hợp chất
N
N
N
trên tác dụng với dung dịch HCl theo tỉ lệ mol 1:1.
Anabazin
Nicotin
Nicotirin

b. Sắp xếp chúng theo trình tự tăng dần khả năng phản ứng
đó. Giải thích.


Giải câu II (2,5 điểm):
II.1 (1.25 điểm):
A là C2H3COONH4 Amoni acrylat;
B là CH3CH(NH2)COOH Alanin;
C là H2N-CH2-COOCH3 Metyl amino axetat;
D là C3H7NO2 1-Nitropropan và 2-Nitropropan
Ni,t o
C2H3COONH4 + H2 
→ C2H5COONH4 ;
C3H7NO2 + 6[H] → C3H7NH2 + 2H2O
C2H3COONH4 + NaOH → C2H3COONa + NH3 + H2O
CH3CH(NH2)COOH + NaOH → CH3CH(NH2)COONa + H2O
H2N-CH2-COOCH3 + NaOH → H2N-CH2-COONa + CH3OH
C2H3COONH4 + HCl → C2H3COOH + NH4Cl
CH3CH(NH2)COOH + HCl → [CH3CH(NH3+)COOH]ClH2N-CH2-COOCH3 + HCl → ClH3N-CH2-COOCH3
II.2 (1.25 điểm):

0,25 điểm
0,25 điểm
0,25 điểm

0,25 điểm
0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm

0,25 điểm
Trình tự tăng dần khả năng phản ứng trên là:

0,25 điểm
(1) < (2) vì

+IC

sp 2

<+I C

sp3

(2) < (3) vì cả 2 chất đều có

;

+IC 3 nhưng (3) là amin bậc 2 còn (2) là amin bậc 3.
sp

Câu III (1,75 điểm):
1. Xác định công thức cấu tạo các chất A, B, C, D, E trong sơ đồ chuyển hóa sau:

0,25 điểm


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 K 2CO3. B là chất hữu cơ không tham gia phản ứng
tráng gương, không làm mất màu nước brom và có tỉ khối hơi so với không khí là 2.
a. Xác định công thức cấu tạo của A, B và Y.
b. Viết phương trình hóa học của phản ứng giữa Y với KMnO4.
Giải câu 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)
1,38
= 0,02 mol → MA = 3,2/0,02 = 160
Bảo toàn nguyên tố K ta có n A =2n K 2 CO3 = 2.
138
0,25 điểm
→ MR = 160 – 83 = 77. Vậy A là C6H5COOK
MB = 58. B là sản phẩm phản ứng của Y với KMnO 4, B không có phản ứng tráng gương nên B là
Xeton. Vậy B là CH3COCH3.
0,25 điểm

CH2

0,25 điểm

CH3

Vậy Y là
3

CH CH3

CH2

CH
CH3

CH3 + 8 KMnO4

3 C6H5COOK + 3 CH3COCH3 + 5KOH + 8 MnO2 + 2 H2O

0,25 điểm

Câu IV (2,0 điểm):
A là hợp chất hữu cơ đơn chức, mạch hở chứa C, H, O. Cho một lượng chất A tác dụng hoàn toàn với 500 ml
dung dịch KOH 2,4 M rồi cô cạn, được 105 gam chất rắn khan B và m gam ancol C. Oxi hóa m gam ancol C
bằng oxi (có xúc tác) được hỗn hợp X. Chia X thành ba phần bằng nhau:
- Phần một tác dụng với dung dịch AgNO3 trong amoniac (dư), được 21,6 gam Ag.
- Phần hai tác dụng với dung dịch NaHCO3 dư, được 2,24 lít khí (đktc).
- Phần ba tác dụng với Na vừa đủ, thu được 4,48 lít khí (đktc) và 25,8 gam chất rắn khan.
1. Xác định công thức cấu tạo của ancol C, biết đun nóng ancol C với H2SO4 đặc, ở 170oC được Anken.

2. Tính % số mol ancol C đã bị oxi hóa?
3. Xác định công thức cấu tạo của A?


Giải câu IV (2,0 điểm):
1. Xác định công thức cấu tạo ancol C:
Hợp chất hữu cơ đơn chức A chứa C, H, O tác dụng với dung dịch KOH cho ancol C, suy ra A là
este đơn chức. Đun nóng ancol C với H2SO4 đặc ở 1700C được anken, chứng tỏ ancol C là ancol no
đơn chức, mạch hở và có số nguyên tử C lớn hơn hoặc bằng 2.
Oxi hóa ancol C được sản phẩm tham gia phản ứng tráng gương, suy ra C là ancol bậc một. Vậy A
có công thức tổng quát là: RCOOCH2R’ (với R' khác H).
0,25 điểm
Phản ứng của A với dung dịch KOH :
RCOOCH2R’ + KOH → RCOOK +R’CH2OH (1)
Phản ứng oxi hóa m gam ancol C :
xt
2 R’CH2OH + O2 
→ 2R’CHO + 2 H2O (2)
xt
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.
0,25 điểm
⇒ số mol H2O trong 1/3 hỗn hợp X là (y + z) mol.
t0
* Phần một: R’CHO + 2[Ag(NH3)2]OH 
(4)
→ R’COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
y mol

2y mol
Số mol Ag = 2y = 21,6 : 108 = 0,2 ⇒ y = 0,1 ( mol )
* Phần hai: R’COOH + NaHCO3 → 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 → 2 R’COONa + H2 ↑ (6)
z mol
z mol
0,5 z mol
2 R’CH2OH + 2 Na → 2 R’CH2ONa +
H2 ↑
(7)
x mol
x mol
0,5x mol
2 H2O + 2 Na → 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 ) ⇒ x + y + 2z = 0,4 (*)
0,25 điểm
Thay y = 0,1; z = 0,1 vào (*) được: x = 0,1 (mol)
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)
0,25 điểm
⇒ MR’ = 29 ⇒ R’ là C2H5 – Vậy công thức cấu tạo của ancol C: CH3– CH2 – CH2 - OH.
2. Tính phần trăm số mol C3H7OH bị oxi hóa :

Tổng số mol ancol đã bị oxi hóa: 3(y + z ) = 3 . 0,2 = 0,6 (mol).
Số mol C3H7OH có trong m gam là : 3(x + y + z) = 3 . 0,3 = 0,9 (mol)
% số mol C3H7OH đã bị oxi hóa là: (0,6 : 0,9) .100% = 66,67 %
0,25 điểm
3.Xác định công 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
0,25 điểm
⇒ MR = 15 ⇒ R là CH3 – Vậy công thức cấu tạo của A là: CH3 – COO – CH2 – CH2 – CH3


Câu V (1,75 điểm):
1. Sinh nhiệt của một chất ở điều kiện chuẩn (kí hiệu là ΔH 0sn ) là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hình thành 1
mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn.
Cho: C(than chì) → 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 quát CnH2n+2 theo n.
b. Cho phản ứng đốt cháy hoàn toàn các ankan chứa n nguyên tử cacbon:
CnH2n+2 (k) + (3n + 1)/2 O2(k) → nCO2(k) + (n + 1) H2O(l) ΔH0.
Tính ΔH0 theo n.
2. Cho các chất: Phenyl fomat (A), Ancol o-hidroxibenzylic (B), Ancol p-hidroxibenzylic (C). Viết công thức cấu
tạo của các chất trên. Sắp xếp các chất trên theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi. Giải thích ngắn gọn.
Giải câu V (1,75 điểm):
V.1 (1,0 điểm)
a. Sơ đồ tạo thành CnH2n+2 từ C(than chì) và H2(k):

0,25 điểm

Dựa vào sơ đồ trên, 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).
b. Sơ đồ:

0,25 điểm

0,25 điểm
Dựa vào sơ đồ trên 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
V.2 (0,75 điểm)
Công thức cấu tạo: (A) C6H5OOCH
(B)
(C)
CH2OH

HO

CH2OH

0,25 điểm

0,25 điểm

OH

Nhiệt độ sôi của các chất tăng dần theo chiều sau: (A) < (B) < (C)
(A), (B), (C) có M tương đương nhau
A không có khả năng tạo liên kết Hidro liên phân tử

B có thể tạo liên kết Hidro nội phân tử làm giảm số liên kết Hidro liên phân tử
C chỉ tạo liên kết Hidro liên phân tử
………………….. Hết …………….…

0,25 điểm

0,25 điểm