Đề thi HSG môn hóa bảng a chính thức tỉnh gia lai 2014 2015

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
GIA LAI
ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 DỰ
THI CẤP QUỐC GIA NĂM HỌC 2014-2015
Môn: HÓA HỌC
Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề)
Ngày thi: 22/10/2014
(Đề thi có 02 trang, gồm 07 câu)

Câu 1. (2,5 điểm).
1. Cho hai nguyên tử A và B có tổng số các hạt electron, proton và notron là 65; trong đó hiệu số hạt
mang điện và không mang điện là 19. Tổng số hạt mang điện của B nhiều hơn tổng số hạt mang điện
của A là 26.
a. Xác định kí hiệu hóa học của A và B. Viết cấu hình electron của A và B.
b. Viết công thức Lewis của phân tử AB 2, cho biết dạng hình học của phân tử, trạng thái lai hoá của
nguyên tử trung tâm?
c. Hãy giải thích tại sao phân tử AB2 có khuynh hướng polime hoá?
2. Urani phân rã phóng xạ thành Radi theo chuỗi sau:
238



U
�
�
�
Th
��
�

Pa
��
� U ��
� Th ��
� Ra
92

a. Viết đầy đủ các phản ứng của chuỗi trên.
b. Chuỗi trên tiếp tục phân rã thành đồng vị bền
238

206
82

Pb . Hỏi có bao nhiêu phân rã  và  được

206

phóng ra khi biến 92 U thành 82 Pb .
Câu 2. (3,5 điểm).
1. Cho giản đồ thế khử chuẩn của Mn trong môi trường axit (pH = 0):
0,56V
?
+0,95V
1,51V
1,18V
MnO-4 ���
� MnO 2-4 ��
� MnO2 ����
� Mn 3+ ���

� Mn 2+ ���
� Mn
+1,51V
2-

a. Tính thế khử chuẩn của cặp MnO 4 /MnO 2 .
b. Hãy cho biết phản ứng sau có thể tự xảy ra được không ? Tại sao ?
2





3MnO 4  4H � 2MnO 4  MnO 2  2H 2O
c. Mangan có phản ứng được với nước và giải phóng hidro không ?
Cho biết H 2O  e �� H 2  OH  có E = 0,00 - 0,059 pH
1

2

2. Có dung dịch A chứa hỗn hợp 2 muối MgCl 2 (10-3M) và FeCl3 (10-3M). Cho dung dịch NaOH vào
dung dịch A.
a. Kết tủa nào tạo ra trước, vì sao? Biết tích số tan của Fe(OH)3 và Mg(OH)2 lần lượt bằng 10-39 và
-11
10 .
b. Tìm pH thích hợp để tách một trong hai ion Mg 2+ hoặc Fe3+ ra khỏi dung dịch. Biết rằng nếu ion
có nồng độ ≤ 10–6 M thì coi như đã được tách hết.
Câu 3. (3,0 điểm).
1. Khí N2O4 kém bền, bị phân ly một phần theo phương trình:
N2O4 (khí)

2NO2 (khí) (1)
Thực nghiệm cho biết các số liệu sau khi (1) đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm:
Nhiệt độ (toC)
35
45
72,450
66,800
M h (g/mol)
( M h là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí ở trạng thái cân bằng)
a. Tính độ phân ly  của N2O4 ở các nhiệt độ đã cho.
b. Tính hằng số cân bằng Kp của (1) ở mỗi nhiệt độ trên.
c. Phản ứng theo chiều nghịch của (1) là phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt. Giải thích ?
(Khi tính lấy tới chữ số thứ 3 sau dấu phẩy).

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

1


2. 137 Cs là nguyên tố phóng xạ dùng trong lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy là 30,2 năm. Sau
bao lâu lượng chất này còn lại 1% ?
Câu 4. (2,0 điểm).
Tecpineol có công thức phân tử C10H18O. Tecpineol là một chất lỏng, không màu, có mùi đinh
hương. Người ta tìm thấy tecpineol trong cây bạch đậu khấu, rau kinh giới, dẫn xuất của dầu thông và
nhiều loại thực vật khác. Tecpineol có thể được tổng hợp bằng con đường hóa học như sau:
1) KOH
C2 H 5OH , Na
H 2 SO4 / SO3
Axit p-toluic �����
B �����

�C
� A ����
2) H 
1) CH MgI

3
HBr
C2 H 5OH / KOH
C2 H 5OH / H 2 SO4
���
� D ������
� E ������
� F ����
2) H 2O � Tecpienol.
Viết công thức cấu tạo của các chất: axit p-toluic, tecpineol và các chất từ A đến F.
Câu 5. (3,5 điểm).
1. Dự đoán công thức của C1, C2 và D phù hợp với sơ đồ chuyển hóa các monoterpen sau:

CH3

H3C

HCl

C1
+
C2

HCl

D

CH3
B

A

2. Alizarin đỏ (E) là một thuốc nhuộm, ngày nay được dùng trong hóa phân tích. Alizarin đỏ là dẫn xuất
monosunfonic của alizarin (D).
Xét sơ đồ chuyển hóa sau, xuất phát từ naphtalen:
O2, V2O5

A

0

450 C

AlCl3
Benzen

B

H2SO4
0

100 C

C

Oleum
0

0 C

D

1.KOH, t0
2. KNO3/H2O

E

H2SO4

F

a. Viết công thức cấu tạo của các chất từ A đến F.
b. Phản ứng chuyển D thành E xảy ra khó hay dễ ? Phản ứng chuyển E thành F xảy ra khó hay dễ ?
Giải thích vị trí thế ưu tiên.
Câu 6. (3,5 điểm).
1.Viết cơ chế phản ứng để giải thích sự tạo thành các sản phẩm A và B trong sơ đồ sau:
O

H+

H+

A

H2 O

B
OH

2. Sơ đồ chuyển hóa dưới đây là một phần trong tổng hợp Taxol- một chất chống ung thư được phân lập
từ cây thông đỏ. Viết công thức cấu tạo của các chất từ A đến E.
Cl

CO2Et
1. MeMgBr
H3O+
O

o

2.TsOH, t

A

Bu2AlH

B

Ac2O
Et3N

C

CN

D

dd KOH

E

Câu 7. (2,0 điểm).
Cho 3 hợp chất hữu cơ A, B, C đều có công thức C9H14O3. Xử lý A, B bằng kiềm đều tạo C. Biết C
thỏa mãn sơ đồ sau đây:
1)(i C3 H7 O)3 Al/ i C3H7 OH
1)O3
Na/EtOH
C2 H 4 (OH )2
H 3O
� CxHy ���
�
C �����
� C9H16O3 ���
� C11H18O4 ����
� C1 ���������
2)[H]
2)H SO ,t o
2

4

O=CH-CH2-CO-CH2-CH2-CH=O
Hãy chọn các chất A, B thích hợp để chuyển hóa thành C. Viết công thức cấu tạo của các chất
C11H18O4, C9H16O3, C1, CxHy.

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

2


ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ CHÍNH THỨC
Đáp án
Câu 1 1.
2,5đ a. Gọi ZA, ZB lần lượt là số proton trong nguyên tử A, B.
Gọi NA, NB lần lượt là số notron trong nguyên tử A, B.
Với số proton = số electron
 (2ZA  N A )  (2ZB  N B ) 65
 ZA  ZB 21  ZA 4

 
Ta có hệ :  (2ZA  2ZB )  (NA  N B ) 19  
…………. 0,25
Z

Z

13
Z

17
A
 B
 B
 2Z  2Z 26
A

 B
ZA = 4  A là Be
Cấu hình e : 1s22s2
0,25
ZB = 17  B là Cl
Cấu hình e : 1s22s22p63s23p5 ……………….
b.
- Công thức Lewis của phân tử AB2
..
..
0,25
: Cl : Be : Cl : ......................................................................
..
..
- Dạng hình học của phân tử: đường thẳng
- Trạng thái lai hoá : sp
.................................
0,25
Cl

Be

Cl

..................
0,25
c. Khi tạo thành phân tử BeCl2 thì nguyên tử Be còn 2 obitan trống; Cl đạt trạng thái bền
vững và còn có các obitan chứa 2 electron chưa liên kết do đó nguyên tử clo trong phân tử
BeCl2 này sẽ đưa ra cặp electron chưa liên kết cho nguyên tử Be của phân tử BeCl2 kia tạo
liên kết cho-nhận. Vậy BeCl2 có khuynh hướng polime hoá: …………………………… 0,25

Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
....

Be

Be
Cl

Be
Cl

Be
Cl

2.
a. Các phản ứng xảy ra của chuỗi trên:

....

Be
Cl

Cl
...................... 0,25

234

238
92

U ��
�90 Th  24 He

234
90

Th ��
�91 Pa  01 e

234
91

Pa ��
�92 U  01 e

234
92

U ��
�90 Th  24 He

234

234

230

226

……………..... 0,25
Th ��
�88 Ra  24 He
b. Gọi x là số phân rã  , y là số phân rã  . Mỗi phân rã  làm Z giảm 2; A giảm 4 còn
230
90



mỗi phân rã  làm Z tăng thêm 1. Nên ta có :

�
�
238  206  4x
x 8
��
………………………….
�
92  82  2x  y
y6
�
�
Vậy có 8 phân rã  và 6 phân rã  được phóng ra.
…………………………..
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

0,25

3


0,25
Câu 2 1.
23,5đ a. Tính thế khử chuẩn của cặp MnO 4 /MnO 2
2
MnO 4 + e ��
� MnO 4

(1)

G1 = -F.0,56

MnO 4 + 4H+ + 2e ��
� MnO2 +2H2O

0
(2) G2 = -2F E 2 .............................

MnO2 + 4H+ + e ��
� Mn3+ +2H2O

(3) G3 = -F.0,95
(4) G4 = -F.1,51

2-

Mn3+ + e ��
� Mn2+

MnO 4 + 8H+ + 5e ��
(5) G5 = -5F.1,51
� Mn2+ + 4H2O
Vậy G2 = G5  ( G1  G3  G4 ). Thay số vào ta được:
E 02 =+2,265V
....................

2



0,5

0,5



b. 3MnO 4  4H � 2MnO 4  MnO 2  2H 2O
Từ thế khử chuẩn E0 MnO-4 /MnO 24 = 0,56V và E0 MnO 24 /MnO 2 = 2,265V ...............
Áp dụng cho phản ứng trên ta có

E 0pu =

1

1,705V nghĩa là G < 0 phản ứng tự xảy ra. ......

c. Theo đầu bài H 2O  e �� H 2  OH

0
pu



2

Ở pH = 7; ta có E = 0,00 - 0,059 pH = -0,41V ...........................................................
Giả sử phản ứng giữa Mn và H2O là.
Mn + 2H2O ��
� Mn(OH)2 +H2
0
0
E pu = 0,77V nghĩa là G pu
<0
....................................................
Vậy phản ứng trên xảy ra theo chiều thuận, nghĩa là giải phóng H2
2.
a. MgCl2  Mg2+ + 2Cl – và Mg2+ + 2OH –  Mg(OH)2 (1)
FeCl3  Fe3+ + 3Cl – và Fe3+ + 3OH –  Fe(OH)3 (2)
Để tạo  Fe(OH)3 thì OH – 

3

10  39
= 10-12 M (I)
3
10

.......................

0,25
0,25
0,25

0,25

0,25

................................................ 0,25

10  11
0,25
= 10-4 M (II) ..........................................
3
10
So sánh (I) < (II) thấy   Fe(OH)3 tạo ra trước.
………………… 0,25
b. Để Mg(OH)2 bắt đầu kết tủa OH –  10-4  H+ �10-10  pH �10 (nếu pH < 10 thì
0,25
không )
……………
3+
-6
– 3
-33
+
-3
Để Fe(OH)3 kết tủa hết thì Fe  �10  OH  �10  H  �10  pH �3
Vậy để tách hết Fe3+ ra khỏi dung dịch thì 3 �pH <10 ………………………………… 0,25

Câu 3 a. Đặt a là số mol N2O4 có ban đầu,
 là độ phân li của N2O4 ở toC
3,0đ
xét cân bằng:
N2O4
2NO2
số mol ban đầu
a
0
số mol chuyển hóa
a
2a
số mol lúc cân bằng a(1 - )
2a
0,25
Tổng số mol khí tại thời điểm cân bằng là a(1 + )
......................................
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí:
Để tạo  Mg(OH)2  OH – 

92a
92

a(1   ) 1  
92
- ở 35oC thì M h = 72,45 
= 72,45  = 0,2698
1 
Mh 

hay 26,98%

………

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

0,25
4


- ở 45oC thì M h = 66,8 

92
= 66,80
1 

  = 0,3773

hay 37,73% ………

0,25

2

 2a 


2
b. Ta có Kc =  NO2    V   4a
 N2O4  a(1  ) (1  )V

V
2

……………

V là thể tích (lít) bình chứa khí
PV

PV

Và PV = nS. RT  RT = n  a(1  )
S

....................

0,25

0,25

Thay RT, Kc vào biểu thức KP = Kc. (RT)n ở đây
n = 1  KP =

4a 2
PV
P.4. 2
.

(1  )V a(1  ) 1   2

……………..

0,25
0,25

ở 35oC thì  = 0,2698  Kp =0,314 (atm)
..............
,
0,25
o
ở 45 C thì  = 0,3773  K p = 0,664 (atm)
......................
c) Vì khi tăng nhiệt độ từ 35oC  45oC thì độ điện li  của N2O4 tăng (hay KP tăng) 
Chứng tỏ khi nhiệt độ tăng thì cân bằng chuyển sang chiều thuận (phản ứng tạo NO2) do
đó theo nguyên lí cân bằng Lơ Satơliê (Le Chatelier) thì phản ứng nghịch (phản ứng tạo 0,25
N2O4) là phản ứng tỏa nhiệt.
.................................................
2. Hằng số tốc độ của quá trình phân rã hạt nhân :
0,25
0, 693 0,693
k

 0, 023 (năm-1)
................................................
30,2

t1/2

Ta có : t 

2,303

k

0,25

137

( Cs)dau 2,303
100
.log 137

log
1
( Cs)sau 0, 023

...............................
0,25

=> t = 200,26 năm.
COOH

Câu 4.
2,0đ

..................................
COOH

H2SO4

1) KOH

SO3
CH3

COOH
C2H5OH

+

CH3

2) H
SO3H

Na
CH3

(A)

COOH

OH

OH
CH3

(B)

0,25 x 8
=2

(C)

HBr

COOC2H5

OH
1) CH3MgBr

C2H5OH

2).H2O
CH3
Tecpineol

COOH

COOH
KOH
C2H5OH

H2SO4

Br

CH3

CH3

CH3

(F)

(E)

(D)

Câu 5.
3.5đ 1.

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

5


CH3

CH3

HCl

HCl

H 3C

0,5 x 3
= 1.5

CH3

Cl
CH3
B

C1

D

A

HCl

C2

0,25 x 6
= 1.5

2.
a.
O

O

O

O

O

OH

O

SO3H

OH

OH

OH

O
SO3H

CO2H

O

O

O

C

O

D

O

E

F
B
A
0,25 x 2
b.
= 0.5
- Ở D tạo thành E khó: sunfon hóa xảy ra ở nguyên tử cacbon số 2 do ít bị án ngữ không
gian (hiệu ứng không gian). Khi đun nóng KOH rắn với một chất oxi hóa là KNO3 xảy ra
khó khăn do qua bước benzin trung gian.
- E thành F dễ: do nhóm -OH hoạt hóa; xảy ra ở nguyên tử cacbon số 3, ít án ngữ không gian.

Câu 6 1.
3.5đ
H2O
O
H+

OH

OH2
O

O

OH

H+

O

O

H

H
OH

O

OH

H+

OH

HO

HO

H

0,25 x 8
=2

A
OH
O

O

HO

O

H+

-H

O

+

B

2.
CO2Et

O

Ac2O

Bu2AlH

MeMgBr

Et3N

TsOH, to

B

A
OAc

OAc

OH

CO2Et

C
OAc

OAc

Cl

dd KOH

CN
CN
C

O

Cl
D

E

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

0,25 x 6
= 1.5
6


Câu 7
2đ
O

O

O

C2H4(OH)2

COOEt

O
Na/EtOH

COOEt

C
Như vậy:
A:

O

O
H3O+

CH2-OH

0,25 x 4
=1

CH2-OH

C1

CxHy

O
OH

C

H
COOEt

0.5x2=
1

B:
O
H

OH

C

COOEt

Lưu ý : Thí sinh giải cách khác, nếu đúng và lập luận chặt chẽ vẫn chấm điểm tối đa.
.....................Hết..............

– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất

7