bài tập chuẩn bị học sinh giỏi quốc gia môn hóa năm 2016 số 2

FORUM OLYMPIAVN

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2016

BOX HÓA HỌC

ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ 2
MÔN: Hóa học
PHẦN: Hóa học vô cơ
Thời gian làm bài: 180 phút

Bài 1:
1. Vẽ cấu trúc Lewis của F3ClO, F2ClO2+ và F4ClO- , cho biết sự lai hóa của nguyên tử trung tâm.
2. Hãy xây dựng giản đồ MO cho NO- , và cho biết khi kết hợp với H+ để tạo thành phân tử HNO
thì lúc này H+ sẽ liên kết với N hay O. Thử dự đoán dạng hình học của phân tử này
3. Hãy xác định công thức các hợp chất chưa biết trong dãy chuyển hóa sau đây:

Bài 2:
Một trong những cơ chế sinh hóa để chuyển hóa năng lượng trong cơ thể sống là đường
phân – sự phân giải glucose thành những chất đơn giản hơn. Quá trình này bắt đầu với phản ứng
photphat hóa glucozơ bằng adenosine triphotphate (ATP), tiếp theo là phản ứng đồng phân hóa
este tạo thành:


ΔGo, kJ/mol
1) Glucose + ATP4- → Glucose-6-P2- + ADP3- + H+

+16.3

2) Glucose-6-P2- → Fructose-6-P2-

+1.7

1. Vẽ công thức chiếu Haworth của ion glucose-6-P2- ở dạng beta
2. Trong hóa sinh người ta lấy giá trị chuẩn của năng lượng tự do Gibbs (ΔGo') tương ứng với
pH = 7 và nồng độ chuẩn 1 mol/l cho tất cả các chất còn lại trong phản ứng. Tính ΔGo’ cho
các phản ứng trên.
Nhiệt động học của các phản ứng hóa sinh phụ thuộc rất lớn vào nồng độ các chất trong
phản ứng. Giả thiết rằng trong tế bào, nồng độ các chất như sau: c(ADP3-) = c(ATP4-) = 100 μmol/l,
c(glucose) = 500 μmol/l, c(glucose-6-P2-) = 5000 μmol/l.
3. Ở giá trị pH tối thiểu nào thì phản ứng photphat hóa glucozơ có thể xảy ra theo nhiệt động
học?
4. Xác định hằng số cân bằng giữa glucozơ photphat và fructozơ photphat, tính thành phần
của fructozơ-6-photphat trong hỗn hợp cân bằng theo phần trăm mol. Thành phần này có
phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của các phosphat hay không?
5. Trong phản ứng lên men axit lactic, phương trình tổng của phản ứng đường phân có dạng
như sau:
C6H12O6 + 2ADP3- + 2HPO42- + 2H+ → 2CH3CH(OH)COOH + 2ATP4- + 2H2O
Sử dụng định luật Hess, hãy tính sự thay đổi của năng lượng tự do Gibbs trong phản ứng
này ở nồng độ chuẩn của glucose và axit lactic, pH = 7 và nồng độ các ion khác = 100μmol/l. Biết
rằng phản ứng thủy phân ATP xảy ra theo phương trình: ATP4- + H2O → ADP3- + HPO42- + H+ có
năng lượng tự do hóa sinh Gibbs: ΔGo’ = -30.5 kJ/mol.
Biết năng lượng tự do Gibbs phụ thuộc nồng độ theo biểu thức: G = Go + RTlnc. Năng lượng
tạo thành Gibbs chuẩn trong dung dịch: ΔGo(C6H12O6) = -910 kJ/mol; ΔGo(C3H6O3) = -518 kJ/mol.
Bài 3:
Một cách để xác định tuổi của cổ vật dựa trên quá trình phân rã phóng xạ của đồng vị 40K.
Đồng vị này chuyển hóa song song thành 40Ca và 40Ar với chu kỳ bán hủy lần lượt là t1 = 1,47.109
năm và t2 = 1,19.1010 năm.


1. Viết phản ứng phân rã xảy ra.

2. Để đo tuổi của một mẫu đá thì mẫu đá này phải được nung chảy trong môi trường chân
không, sau đó đo thể tích khí argon thoát ra. Hãy giải thích tại sao người ta đo lượng argon
chứ không phải canxi.
Sự phụ thuộc khối lượng của phản ứng song song được cho bởi biểu thức mt = moe-(k1+k2)t .
Còn chu kỳ bán hủy liên hệ với hằng số tốc độ k bởi biểu thức quen thuộc kT1/2 = ln2.
3. Tính tổng chu kỳ bán hủy của 40K tham gia vào cả hai phản ứng.
4. Ở động học song song thì lượng chất tham gia vào một hướng phản ứng sẽ tỉ lệ nghịch với
chu kỳ bán hủy của hướng phản ứng đó. Từ đó hãy cho biết cứ 100 nguyên tử 40K sẽ có bao
nhiêu nguyên tử chuyển thành 40Ar.
5. Cho rằng hiện tại Trái đất được 5 tỉ năm tuổi. Hãy xác định lượng argon tạo thành từ kali
vào thời điểm Trái đất bắt đầu hình thành, từ đó so sánh với hàm lượng argon trong khí
quyển (nếu cho rằng không khí có 1% Ar) để rút ra hàm lượng argon có nguồn gốc phóng
xạ chiếm bao nhiêu %. Cho rằng hàm lượng 40K chiếm 0,0119% tổng lượng K. Phần khối
lượng của K trong Trái đất là 1,5%. Tổng thể tích Trái đất là 40 tỉ km3. Cho rằng các thể tích
khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
6. Vào năm 1959, các nhà khảo cổ tìm ra được một mảnh cổ vật ở Tanzania. Các kết quả đo
đạc cho thấy 1kg cổ vật có chứa 3,24% 40K về khối lượng, số nguyên tử argon đo được là
5,9.1015. Từ đó hãy xác định tuổi của cổ vật.
Bài 4:
Dung dịch A gồm Al3 0,01M; Cu 2 0,02M; Ag  0,1M; Pb 2 0,03M và Mg 2 0,01M. Thêm NH3
vào dung dịch A đến C = 0,53M (coi V = const) được hỗn hợp B.
1. Viết các phương trình hóa học xảy ra.
2. Nêu hiện tượng quan sát được.
3. Tính nồng độ cân bằng của các ion kim loại trong hỗn hợp B.
4. Trình bày phương pháp hóa học để tách và nhận biết các ion trong dung dịch A.
5. Tính thế của điện cực Cu nhúng trong hỗn hợp B.


Cho pK Al(OH)3  32, 4; pK Pb(OH)2  14, 9; pK Mg(OH)2  10, 9
lgβ[Cu(NH

3 )4 ]

2

 11, 75 ; lgβ[Ag(NH

3 )2 ]

+

 7, 24 ; pK a(NH )  9, 24 ; E oCu 2
4

Cu

 0, 337V

6. Tính SAl(OH)3 trong hỗn hợp B. Biết:
lgβ[*Al(OH)]2  4, 3 ; lgβ[*Pb(OH)]  7,8 ; lgβ[*Cu(OH)]  8

7. Thiết lập pin được ghép bởi điện cực Cu nhúng trong B và điện cực calomen bão hòa và viết
các quá trình xảy ra trên từng điện cực. Biết Ecal = 0,242V.
Bài 5:
Một nguyên tố X có khả năng phản ứng với canxi cho chất Y. Mặt khác X tan được trong
dung dịch kiềm tạo ra một hợp chất A và khí B đều có chứa nguyên tố X. A phản ứng với clorua vôi
thu được một kết tủa C. Kết tủa này sẽ chuyển thành Y khi xử lý với nhôm ở nhiệt độ cao. Hòa tan
chất Y trong dung dịch HCl loãng thu được B. Biết rằng khi xử lý C với SiO2 và than cốc thu được X,
còn trong trường hợp không có than cốc thu được D. D tan được trong cả dung dịch axit loãng và
kiềm loãng. Lập luận xác định cấu trúc các chất chưa biết và viết các phương trình phản ứng xảy ra.

ĐÁP ÁN VÔ CƠ
Đáp án

Điểm

Bài 1:
1. Cấu trúc và dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm:
Mỗi
chất
0,5

2. Giản đồ MO của NO-

0,5

N

NO-

O


Khi tương tác với H+ thì mức tương tác là obitan bị chiếm có mức năng lượng
cao nhất (HOMO), ở đây chính là mức π* vốn dĩ có năng lượng rất gần với N. Như vậy
mật độ e trên N lúc này sẽ cao hơn so với O nên H+ ưu tiên gắn vào phía N. Do H+ lúc này

0,5

tương tác với MO π* nên có thể dự đoán rằng phân tử HNO sẽ có dạng góc (Hình vẽ)

0,25
3. Công thức các chất chưa biết:
A: [Fe(NEt3)6][Fe(CO)4]; B: [HOCOFe(CO)4]; C: [(CO)4Fe=C(OLi)CH3]; D:
Fe(CO)4Br2; E: Fe2(CO)9

0,25x
5

Bài 2:
1.

0,5

2. Đối với phản ứng A → B + nH+ năng lượng Gibbs chuẩn theo hóa sinh liên hệ với
năng lượng chuẩn theo nhiệt động học như sau:
ΔGo’ = ΔGo + nRT lnc(H+) = ΔGo – 2.3nRTpH = ΔGo – 16.1nRT
Trong phản ứng đầu tiên n = 1:
ΔGo’ = -23.6 kJ/mol

0,25

Trong phản ứng đồng phân hóa ion H+ không tham gia vào phản ứng, n = 0
ΔGo’ = ΔGo = +1.7 kJ/mol
3. Glucozơ + ATP4- → glucozơ-6-P2- + ADP3- + H+

0,25

ΔG = ΔGo + RT[ln c(glucozơ-6-P2-) + ln c(ADP3-) + ln c(H+) – ln c(glucozơ) – ln
c(ATP4-)]
ln c(H+) = -8.88

0,5

pH = 3.86
4. K = 0.504

0,5

Hằng số cân bằng phản ứng đồng phân hóa có thể được biểu diễn theo phần mol
ở trạng thái cân bằng của các chất:
K = [FP]/[GP] = x(FP)/x(GP) = x(FP)/(1-x(FP))
x(FP) = K/(K+1) = 0.335 = 33.5%

0,25

Thành phần tương đối của các đồng phần trong hỗn hợp cân bằng không phụ
thuộc vào nồng độ ban đầu của chúng và chỉ được xác định bằng hằng số cân bằng

0,25

5. C6H12O6 + 2ADP3- + 2HPO42- + 2H+ → 2CH3CH(OH)COOH + 2ATP4- + 2H2O
Tương tự như nhiệt phản ứng, năng lượng tự do Gibbs có thể tính được qua
năng lượng tạo thành Gibbs của sản phẩm và các chất tham gia phản ứng:
ΔG(thủy phân ATP) = -53.3 kJ/mol
ΔG(đường phân) = -19.4 kJ/mol

0,25x

2

Bài 3:
1. Các phản ứng phân rã xảy ra:
40K

 40Ca + e

40K

+ e  40Ar

0,5

2. Khả năng xác định hàm lượng dựa trên canxi cho kết quả không đáng tin cậy do
canxi cũng là một thành phần của mẫu đá. Khi tính toán tuổi dựa trên hàm lượng

1,0

khí nên cân nhắc đến lượng khí vẫn chưa thoát hết ra khỏi mẫu vật.
3. T = ln2/(k1 + k2) = 1,31.109 năm
4.

N ( K  Ca ) T2
1
  8,1  N ( K  Ar) 
.100  11
N ( K  Ar) T1
1  8,1

0,5
0,5


5. Hiện tại tổng lượng 40K trong vỏ trái đất là:
n

5.1025.0, 015.0, 000119
 2, 2.1018 mol
40

Tổng lượng 40K ở thời điểm ban đầu (cách đây 5 tỉ năm về trước):
vo  v.e( k1  k2 )t  3,1.1019 mol

Như vậy số nguyên tử 40K đã phân rã sẽ là: 3,1.1019 – 2,2.1018 = 2,9.1019 mol 40K.

0,5

Trong đó bao gồm 2.9.1019.0,11 = 3,2.1018 mol Ar.
0,5

Từ đó tính được V(Ar) = nAr.22,4.10-3 = 7,2.1016 m3.
Lượng Argon trong khí quyển Vatm(Ar) = 0,01.40.109 = 4.1017 m3

0,5

Như vậy 1/6 lượng Ar trong khí quyển xuất phát từ 40K.
6. Tổng lượng 40K trong mẫu: n 
Hàm lượng argon: n 

1000.0, 0324.0, 000119
 9,9.10 5 mol
39

5,9.1015
 9,8.109 mol
23
6, 02.10

0,5

Như vậy tổng lượng K đã phân rã ở thời điểm t = 9,8.10 / 0,11 = 8,9.10 mol
40

-9

-8

Từ đó ta có: n(40 K )  (n phanra  n)e ( k1  k2 )t  (n phanra  n)et ln 2/T
Thay số tính được t = 1,7.106 năm

0,5

1. Viết các phương trình hóa học xảy ra

Viết

Bài 4:
Al3  3NH 3  3H 2 O

0,01

Al(OH)3  3NH 4

0,5

0,02

Ag   2NH 3

0,1

0,03
[Cu(NH 3 ) 4 ]2 

β1  1011,75

0,5
0,42

0,42

đúng
các

0,53

Cu 2   4NH 3

K1  1018,12

ứng
được
0,5.

0,02
[Ag(NH 3 ) 2 ]

phản

β 2  107,24

Sai
hay


0,22

0,1
Pb(OH) 2  2NH 4

Pb 2   2NH 3  2H 2 O

0,03

thiếu
1 pt

K 2  10 5,38

không

0,22
0,16

cho

0,06

Mg 2   2NH 3  2H 2 O

Mg(OH) 2  2NH 4

điểm

K 3  101,38

2. Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa keo trắng Al(OH)3, dung dịch chuyển sang xanh
Vì K 3  101,38 không lớn nên kiểm tra điều kiện xem có kết tủa Mg(OH)2 hay không

0,25

Tính C 'OH  từ hệ gồm Al(OH)3 , Pb(OH) 2 , [Cu(NH 3 ) 4 ]2  , [Ag(NH 3 ) 2 ] , Mg 2 0,01M,
NH 3 0,16M, NH 4 0,09M.

pHhệ  pK a  lg

C NH3
C NH

 9,24  lg

0,16
0,09

 9, 49

4

'
4,51
(M)
 COH  10
'
'2
4,51.2
 1011,02  K Mg(OH)2  1010,9
 CMg2+ .COH  0, 01.10

 Mg(OH)2 không tách ra.

0,25

3. Tính nồng độ cân bằng của các ion kim loại trong hỗn hợp B.
K S(Al(OH)3 )

[Al3+ ] 

 3

[OH ]

[Mg 2+ ] 

[Cu 2+ ] 

K S(Mg(OH)2 )
[OH  ]2

 1, 35.1019 (M)

[Pb 2+ ] 

K S(Pb(OH)2 )
[OH  ]2

 1, 32.106 (M)

 1, 32.102 (M)

[Cu(NH 3 ) 4 2+ ]
 5, 43.1011 (M)
4
lgβ[
.[NH3 ]
] 2
Cu(NH3 )4

[Ag + ] 

[Ag(NH 3 ) 2 + ]
 2, 25.107 (M)
2
[
]
lgβ
. NH 3
]+
[Ag(NH3 )2

4. Trình bày phương pháp hóa học để tách và nhận biết các ion trong dung dịch A.

0,25 x
5


1,25
(Sơ
đồ
khác
hợp lý
vẫn
cho
điểm)

5. Tính thế của điện cực Cu nhúng trong hỗn hợp B.
ECu = 0,033V

0,25

6. Tính SAl(OH)3 trong hỗn hợp B.
pH B  9, 49  [OH  ]B  10 4,51 (M)
Al(OH)3

C

Al3  3OH 

S
Al3  H 2 O

C

K S  10 32,4

[Al(OH)]2+  H +

β1*  10 4,3

S


S  CAl3+  [Al3+ ]  [Al(OH) 2+ ]  [Al3+ ].  1 



β1* 
104,6
19 


1,
35.10
.
1



9,49
[H + ] 
 10


14
  2, 091.10 (M)


0,75

7. Thiết lập pin:
E oCu 2

Cu

 0, 337V < E Cal  0, 242V

(a) Cu | Hỗn hợp B || KCl bão hòa | Hg2Cl2 | Hg (c)
[Cu(NH 3 ) 4 ]2  0, 02M

NH 3 0,16M

0,25


Anot Cu  4NH 3
Catot Hg 2 Cl 2  2e

[Cu(NH 3 ) 4 ]2   2e

0,25

2Hg  2Cl 

Bài 5:
Do X phản ứng được với Ca nên X phải là một phi kim. Trong dung dịch kiềm X hòa
tan sinh ra một muối tan và một khí. Nguyên tố X có mặt trong cả hai thành phần ấy. Trong
hợp chất khí tồn tại liên kết X – H. Như vậy chỉ có thể có ba khả năng là silan, photphin và
amoniac. X sinh ra khi cho than cốc tác dụng với muối C (có chứa X) và SiO2 nên X chỉ có
thể là photpho.
Các phản ứng xảy ra như sau (Có thể viết dạng ion thu gọn)
P4 + 3NaOH + 3H2O  3NaH2PO2 + PH3
P4 + 6Ca  2Ca3P2
2NaH2PO2 + 4CaOCl2  Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 2NaCl + 4HCl
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2  6CaSiO3 + 10CO + P4
3Ca3(PO4)2 + 16Al  3Ca3P2 + 8Al2O3
Ca3P2 + 6HCl  3CaCl2 + 2PH3
2Ca3(PO4)2 + 6SiO2  6CaSiO3 + P4O10
P4O10 + 6H2O  4H3PO4 (trong dung dịch axit loãng)
P4O10 + 12NaOH  4Na3PO4 + 6H2O (có thể viết phản ứng tạo muối axit)

Xác

định
đúng
6 chất
1,5
điểm.
Viết
đúng
các pt
1,5
điểm
(Sai 1
pt trừ
0,25)


FORUM OLYMPIAVN

KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2016

BOX HÓA HỌC

ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ 2
MÔN: Hóa học
PHẦN: Hóa học hữu cơ
Thời gian làm bài: 180 phút

Bài 1:
1. Fomon là dung dịch khoảng 40% fomanđehit, trong đó nó tồn tại chủ yếu ở dạng metanđiol.
a) Sử dụng các giá trị năng lượng liên kết dưới đây, hãy giải thích vì sao metanđiol là dạng chủ
yếu trong dung dich, vì sao không thể tách được nó ra khỏi dung dịch ?

Liên kết

C-H

=C-H

C-O

C=O

O-H

H…O

E (kJ/mol)

410

435

359

736

431

~30

b) Vì sao fomon thường tạo thành lớp bột trắng ở đáy bình ?
c) Vì sao để bảo quản xác động vật, người ta ngâm chúng vào fomon?

d) Mục tiêu của một số người dùng fomom trong chế biến bánh phở là làm cho bánh phở ngọt
hơn, trắng hơn, hay dai hơn ? Giải thích? Vì sao người ta đã không phát hiện được hàm
lượng fomandehit đáng kể trong bánh phở đã dùng fomon? Nhưng dù vậy nó vẫn có hại cho
sức khỏe người tiêu dùng, vì sao ?
2. Cantharidin (A) có công thức như hình bên :

CH3 O

a. Hãy xác dịnh số nguyên tử cacbon bất đối và vẽ công thức lập thể
của A.
b. Đọc tên A theo danh pháp hệ thống IUPAC
c. A có tính quang hoạt hay không ? Giải thích

O

O
CH3 O

Bài 2:
1. X là một nhà hóa học trẻ, siêng năng. Một hôm, X thực hiện phản ứng hydro hóa như sau:


X dự kiến phản ứng sẽ hoàn thành sau 4h. Trong lúc chờ phản ứng, X cùng Y đi uống trà
chiều. Tuy nhiên, X không ngờ rằng Y do ganh ghét với mình nên đã bỏ thuốc ngủ vào ly trà
của mình khiến X ngủ quên trong văn phòng. Khi X tỉnh dậy thì phản ứng đã quá 24h. X vội
chạy về xem phản ứng của mình. Rất may mắn chiều ngày hôm đó, thầy hướng dẫn B của X
đi kiểm tra phòng thí nghiệm. Thầy B nhận thấy quy trình làm của X thiếu một bước, và
thầy đã lấy một lọ hóa chất Z rất thông dụng trong các phòng thí nghiệm có dán nhãn
C6H15N, mùi khai và thêm vài giọt Z vào bình phản ứng của X. Nhờ vậy phản ứng của X đã
được cứu, X vẫn thu được sản phẩm mong muốn. Hãy cho biết cấu trúc của Z và vai trò của

Z trong phản ứng trên. Nếu không có Z, sản phẩm thu được của X là gì?
2. Khi thực hiện phản ứng thế tác nhân electrophin với hợp chất N-phenylsulfonyl pyrrole,
người ta nhận thấy có thể thực hiện chọn lọc sản phẩm vào vị trí α hoặc β dựa vào HSAB.
Một trong những giải thích cho sự chọn lọc này là dựa vào phương diện mật độ điện tử.
Tính toán lượng tử cho thấy HOMO của hợp chất này rộng nhất tại vị trí α, trong khi đó vị
trí α lại dương điện hơn rất nhiều so với vị trí β (vị trí α được ước tính mang điện tích
+0.050 trong khi vị trí β là – 0.040)
a) Hãy xác định cấu trúc của các chất chưa biết trong chuỗi phản ứng sau và giải thích sự chọn
lọc vị trí phản ứng trong việc hình thành hai đồng phân α và β


b) Hãy xác định cấu trúc sản phẩm của phản ứng sau và giải thích:

Bài 3:
1. Đề nghị cơ chế phản ứng sau:

2. Phản ứng Wittig vẫn có thể thực hiện được trên nối đôi C=N như sau:

a) Hãy cho biết sản phẩm ? là chất gì
b) Ngoài sản phẩm chính thì phản ứng trên còn thu được hai sản phẩm phụ có công thức như
hình dưới. Hãy đề nghị cơ chế phản ứng để giải thích sự hình thành các sản phẩm của phản
ứng Wittig trên nối đôi C=N.

c) Nếu trong hỗn hợp phản ứng có thêm fomon thì ngoài các sản phẩm đã cho còn thu được
thêm hai sản phẩm P1 (C13H15O4N) và P2 (C16H16O3N2). Hãy cho biết cấu trúc của hai sản
phẩm này và giải thích sự tạo thành chúng bằng cơ chế phản ứng.


Bài 4:
1. Tổng hợp chất sau đây từ chất đầu cho trước:

2. Đun nóng hỗn hợp gồm xiclopentadien và axetilen ở 150oC rồi sau đó nâng nhiệt độ lên
500oC sẽ thu được hydrocarbon A (C7H8) không chứa vòng benzen. Oxy hóa A bằng
KMnO4/HO- thu được B (C7H6O2) có khả năng phản ứng được với kiềm, tạo phức màu với
FeCl3 và phản ứng rất chậm với H2. Có thể tách được B ra khỏi hỗn hợp phản ứng oxy hóa
bằng cách thêm ion Cu2+ vào hỗn hợp, lúc này B sẽ được tách ra dưới dạng kết tủa có M =
306 g/mol. Xác định cấu trúc các chất chưa biết.
3. Hoàn chỉnh dãy sau đây:

a) Xác định cấu trúc các chất A – C.
b) Đề nghị tác nhân cần thiết cho giai đoạn chuyển hóa sau cùng (không cần quan tâm lập thể)
c) Vẽ cấu dạng bền nhất của sản phẩm.

Bài 5:
1. Vì sao tinh bột và xenlulozơ không nóng chảy.
2. Hợp chất hữu cơ N (C5H10O4) quang hoạt, tác dụng với anhiđrit axetic cho điaxetat. N không

khử được [Ag(NH3)2]OH. Khi thủy phân N bằng HCl loãng thu được CH3OH và P (C4H8O4). P
quang hoạt, khử được [Ag(NH3)2]OH. Khi P tác dụng với anhiđrit axetic tạo thành triaxetat.


Khử hóa P bằng H2 với xúc tác Ni thu được Q (C4H10O4) không quang hoạt. Nếu thoái phân P
thì thu được D-glixeranđehit . Xác định cấu trúc của N, P, Q.
3. Vào thời điểm Trái đất mới hình thành thì bầu khí quyển chỉ tồn tại metan, nước và

amoniac. Bên cạnh đó còn có các tia sáng với nguồn năng lượng cao và nhiệt độ thì rất nóng.
Tuy nhiên thực nghiệm đã chứng minh được rằng trong điều kiện khởi thủy ban đầu ấy có
thể tổng hợp được các aminoaxit, vốn là những viên gạch đầu tiên của sự sống. Bạn hãy thử
đưa ra một quá trình tổng hợp aminoaxit glyxin chỉ bằng CH4, NH3 và H2O mà không được
phép sử dụng một hợp chất hay sử dụng một điều kiện nào khác ngoài ánh sáng và nhiệt độ.

ĐÁP ÁN HỮU CƠ
Đáp án

Điểm

Bài 1:
1.
a) Chưa tính liên kết hidro: CH2(OH)2 → CH2=O

-862

H2O

ΔH hình thành:

-2400

ΔH phản ứng:

-1606 – 862 – (-2400) = -68 (kJ/mol)

Thêm liên kết hidro:

- 1606

+

[CH2(OH)2...6H2O];

ΔH hình thành: - 2400 + 8 x (-30 ) = 2580;

(kJ/mol)

[CH2=O...2H2O]

-1606 + 2 x (-30 ) = 1666 (kJ/mol).

1,0

ΔH phản ứng: -2580 – (-1666) = 914 (kJ/mol).
b) Do fomon có thể trùng hợp tạo thành polymer theo phản ứng sau

n CH2=O → -(-CH2-O-)-n

0,5

c) CH2=O không những có tác dụng diệt vi sinh vật mà còn có tác dụng khâu mạch

các protein và các hợp chất hữu cơ khác khiến chúng trở nên bền vững khó bị

0,5

phân hủy.
d) CH2=O phản ứng khâu mạch với các nhóm OH của tinh bột làm cho nó dai hơn.

Khi đó nó không còn ở trạng thái tự do dễ phát hiện. Vào cơ thể nó có thể được

0,5

giải phóng ra và phản ứng bừa vào các nhóm OH, NH ở các hợp chất có trong tế
bào.
2.
a. Có 4 C*. Cấu trúc có hai dạng endo và exo.

0,5

b. Anhidrit 2,3-dimetyl-7-oxabixiclo[2.2.1]heptan-2,3-dicacboxilic

0,5

c. Do có mp đối xứng đi qua nguyên tử oxi và qua giữa liên kết C5-C6 và liên kết

0,5

C2-C3 nên phân tử không có tính quang hoạt.
Bài 2:
1. Z là trietylamin Et3N. Vai trò của trietylamin trong phản ứng này là chất đầu độc
xúc tác để làm giảm hoạt tính xúc tác. Nếu không có trietylamin, nhóm hydroxyl


của các ancol có cấu trúc giống với ancol benzylic sẽ có khả năng bị cắt đứt trong

0,5

quá trình hydro hóa.
Sản phẩm thu được nếu không có trietylamin:
0,5
2.

a)

0,25 x
8 chất

Vị trí α có HOMO mở rộng sẽ ưu tiên những electrophin mềm, ít dương điện;
trong khi đó, vị trí β âm điện hơn sẽ ưu tiên những electrophin cứng, dương điện hơn.
AlCl3 là một axit Lewis mạnh hơn rất nhiều so với BF3. Trong quá trình phản ứng,
Ac2O sẽ hình thành phức hoạt động với axit Lewis. Axit Lewis càng mạnh, tâm
electrophin càng dương điện  Khi dùng AlCl3 sẽ ưu tiên axyl hóa ở vị trí β, còn BF3 sẽ
ưu tiên vị trí α.
b)


0,5

Khi đun trong TFA, trung gian acylium ion sẽ hình thành. Vì trung gian này rất
dương điện nên sẽ chuyển vị sang vị trí β. Vị trí β cũng trống trải về mặt lập thể hơn

0,5

(sản phẩm bền nhiệt động).
Bài 3:
1. Cơ chế phản ứng xảy ra:

1,0


2. Cơ chế hình thành sản phẩm:

0,5
cho
chất ?
và 1,0
cho
cơ
chế
phản
ứng
đúng

Khi có mặt HCHO sẽ như sau:


0,25
cho
mỗi
chất
và 1,0
cho
cơ
chế

Bài 4:
1. Sơ đồ tổng hợp như sau

1,0
2. Các phản ứng xảy ra như sau:
0,25 x
4 chất

3. Dãy chuyển hóa:

0,5 x
3 chất
ABC,
tác
nhân
0,25,
cấu
dạng
bền
0,25

Bài 5:
1. Tinh bột và xenlulozơ là những hợp chất cao phân tử, lại có vô vàn liên kết hiđro liên
phân tử làm cho lực hút giữa các phân tử rất lớn, đến nhiệt độ cao vẫn không rời nhau

1,5

ra (không nóng chảy) mà bị cháy nếu có oxi hoặc bị phân hủy nếu không có mặt oxi.
2. Cấu trúc các chất chưa biết
CHO

CH2OH
H

OH

H

OH

H

OH

H

OH

CH2OH

Q

H
H

0,5 x

O
H

H

OH

OH

OCH3

3 chất

CH2OH

P

N

3. Tổng hợp glyxin trong điều kiện Trái đất khởi thủy:

1,0