Da Nang 2006 HSG12 Bang B - Dap an

SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO
THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
KÌ THI HỌC SINH GIỎI THÀNH PHỐ
NĂM HỌC 2005 - 2006
HƯỚNG DẪN CHẤM HÓA HỌC LỚP 12 - BẢNG B
Câu 1 (3,0 điểm)
1. Dựa vào cấu tạo phân tử, hãy giải thích:
(a) NO
2
có thể dime hóa tạo thành N
2
O
4
.
(b) SO
2
tan trong nước tốt hơn CO
2
(c) P trắng hoạt động hóa học hơn N
2
2. Không khí có thể bị ô nhiễm bởi một số khí độc như NO
2
, Cl
2
, H
2
S, SO
2
. Dùng nước vôi dư có
thể loại bỏ khí độc nào trong số bốn khí trên? Hãy viết phương trình hóa học và cho biết trong
các phản ứng đó, phản ứng nào là phản ứng oxi hóa khử? Tại sao?

ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 1 (3,0 điểm)
1. (a) Trong phân tử NO
2
, nguyên tử N chưa đạt cấu trúc bền của khí hiếm và còn một
electron độc thân, nên có khuynh hướng dime hóa bằng cách góp chung các electron
độc thân làm các nguyên tử N đều đạt cấu trúc bền tương tự khí hiếm gần kề.
N
O
O
N
O
O
N
O
O
N
O
O
0,50
(b) Phân tử SO
2
phân cực (do có cấu tạo dạng gấp khúc) nên tan trong nước tốt hơn
phân tử CO
2
không phân cực (do có cấu tạo thẳng).
S
O O
O C O
SO

2
CO
2
0,50
(c) Do nguyên tử P có bán kính nguyên tử lớn (so với N) và phân tử P
4
có cấu trúc
tứ diện chịu ảnh hưởng của sức căng vòng nên liên kết P-P của P trắng rất kém bền.
Điều này khiến cho P trắng hoạt động hóa học mạnh hơn rất nhiều so với phân tử
N
2
rất bền nhờ hai nguyên tử N có bán kính nhỏ, liên kết với nhau bằng liên kết ba
bền vững.
N N
P
4
N
2
P
P
P
P
0,50
2. Có thể loại bỏ cả bốn khí Cl
2
, SO
2
, H
2
S, NO

2
vì chúng đều tác dụng với dung dịch
nước vôi.
0,25
(a)
OH2)ON(Ca)ON(CaON4)OH(Ca2
222
3
23
5
2
4
2
++→+
+++

(b)
OH2)ClO(CaClCaCl2)OH(Ca2
22
1
2
1
2
0
2
++→+
+−

(c) Ca(OH)
2

+ H
2
S → CaS + 2H
2
O
(d) Ca(OH)
2
+ SO
2
→ CaSO
3
+ H
2
O
1,00
Hai phản ứng (a), (b) là phản ứng oxi hoá khử vì có sự biến đổi số oxi hóa của
nguyên tố.
0,25
Câu 2 (3,0 điểm)
1
1. So sánh và giải thích vắn tắt:
(a) Nhiệt độ sôi của pentan-1-ol, 2-metylbutan-2-ol và 3-metylbutan-2-ol.
(b) Tính tan trong nước của pentan-1,5-diol và pentan-1-ol
(c) Độ mạnh tính axit của CH
4
, C
6
H
5
OH, CH

3
OH, CH
3
COOH, CH
3
SO
2
OH
2. Chất thơm trong túi thơm của con cà cuống có công thức phân tử là C
8
H
14
O
2
(chất A). Thủy
phân A thu được X (C
6
H
12
O) và axit cacboxylic Y (C
2
H
4
O
2
). X tác dụng với dung dịch KMnO
4
loãng lạnh tạo ra hexan-1,2,3-triol.
(a) Xác định cấu tạo và gọi tên A, X, Y?
(b) Viết các đồng phân hình học của A và cho biết dạng nào có nhiệt độ nóng chảy cao hơn?

Tại sao?
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 2 (3,0 điểm)
1. (a) Trật tự tăng dần nhiệt độ sôi:
CCH
3
OH
CH
3
CH
2
CH
3
CHCH
3
CH
3
CH
OH
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH

2
OH
Khi số mạch nhánh tăng thì cấu trúc có xu hướng thu gọn trở thành dạng cầu, làm
giảm độ bền liên kết liên phân tử.
0,50
(b) pentan-1,5-diol tan tốt hơn pentan-1-ol, do có nhiều nhóm -OH tạo được liên kết
hidro đa phương, đa chiều hơn.
0,25
(c) Trật tự tăng dần độ mạnh tính axit:
CH
3
-H CH
3
O-H
O H
CH
3
C
O
HO
CH
3
S
O
O
O H
không
phân
cực
phân cực yếu

do CH
3
- đẩy
electron
phân cực mạnh
do C
6
H
5
- hút
electron
phân cực mạnh
hơn do CO hút
electron mạnh
hơn
phân cực mạnh
nhất do có hai
nhóm SO hút
electron
CH
3
-
CH
3
O
-
O
-
CH
3

C
O
O
1/2-
1/2-
CH
3
S O
O
O
1/3-
1/3-
1/3-
kém
bền
kém bền,
không có giải
tỏa điện tích
bền do có sự giải
tỏa điện tích
bền do có sự
giải tỏa điện
tích trên hai O
bền do có sự giải
tỏa điện tích trên
ba O
0,50
0,25
0,25
2. (a) Vì X tác dụng với dung dịch KMnO

4
tạo ra hexan-1,2,3-triol nên X là ancol có
công thức cấu tạo CH
3
CH
2
CH
2
CH=CHCH
2
OH (hex-2-en-1-ol). Y là CH
3
COOH
(axit axetic) và như vậy A phải có cấu tạo CH
3
COOCH
2
CH=CHCH
2
CH
2
CH
3
(hex-
2-en-1-yl axetat).
0,75
(b) Các đồng phân hình học của B:
CH
3
COOCH

2
C C
CH
2
CH
2
CH
3
H H
CH
3
COOCH
2
C C
H
H CH
2
CH
2
CH
3
cis- trans-
0,25
Dạng trans- có nhiệt độ nóng chảy cao hơn do cấu trúc tinh thể của dạng trans- bền
vững hơn so với dạng cis- (dạng trans- vấn giữ nguyên cấu trúc zic-zac của mạch
cacbon, dạng cis- phá vỡ cấu trúc zic-zac này).
0,25
Câu 3 (3,0 điểm)
2
1. Viết các quá trình điện cực và phương trình hóa học xảy ra khi điện phân 100 mL dung dịch

hỗn hợp CuSO
4
0,1 M và NaCl 0,1 M với các điện cực trơ, có màng ngăn xốp, cho đến khi vừa
hết các muối này. Tính khối lượng dung dịch đã giảm đi trong quá trình điện phân.
2. Tính pH của dung dịch thu được khi thêm vào 100 mL dung dịch NaOH 0,1M:
(a) 100 mL dung dịch hỗn hợp HCl và H
2
SO
4
có pH = 2
(b) 100 mL dung dịch CH
3
COOH 0,1 M, pK
a
(CH
3
COOH) = 4,76
3. A là chất bột màu lục không tan trong axit và kiềm loãng. Khi nấu chảy A với KOH có mặt
không khí chuyển thành chất B có màu vàng, dễ tan trong nước. Chất B tác dụng với axit
sunfuric chuyển thành chất C có màu da cam. Chất C bị lưu huỳnh khử thành chất A và có thể
oxi hóa axit clohidric thành khí clo. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 3 (3,0 điểm)
1. Quá trình điện cực:
Catot Anot
Cu
2+
+ 2e → Cu 2Cl
-
→ Cl

2
+ 2e
2H
2
O + 2e → 2OH
-
+ H
2
2H
2
O → 4H
+
+ O
2
+ 4e
0,25
Phương trình hóa học:
CuSO
4
+ 2NaCl → Cu + Cl
2
+ Na
2
SO
4

0,01 0,01
0,005 0,01
0,005 0 0,005 0,005
CuSO

4
+ H
2
O → Cu + 1/2O
2
+ H
2
SO
4
0,005
0 0,005 0,0025
0,50
Độ giảm khối lượng dung dịch:
( ) ( ) ( )
g075,1320025,071005,06401,0mmmmΔ
22
OClCu
=×+×+×=++=
0,25
2. (a)
mol01,0nn
NaOH
OH
==
−
; từ pH = 2 ⇒
mol001,001,01,0n
H
=×=
+

H
+
+ OH
-
→ H
2
O
0,001 0,01
0,001 0,001
0 0,009
[ ]
M045,0
2,0
009,0
OH
==
−
;
( )
7,12045,0lg14pH
=−−=
0,50
(b)
M05,0
2,0
1,01,0
C
o
COOHCH
3

=
×
=
và
M05,0
2,0
1,01,0
C
o
NaOH
=
×
=
CH
3
COOH + OH
-
→ CH
3
COO
-
+ H
2
O
0,05M 0,05
0 0 0,05
CH
3
COO
-

+ H
2
O  CH
3
COOH + OH
-
0,05
x
0,05 - x x x
76,4
142
10
10
x05,0
x
K
−
−
=
−
=
, gần đúng
M10.362,510.75,28x
612
−−
==
( )
[ ]
7,810.362,5lg14pH
6

=−−=
−
0,50
3. Các phương trình phản ứng:
3
2
24
6
2
2
0
3
2
3
OH4OCrK4KOH8O3OCr2
−++
+→++
2K
2
CrO
4
+ H
2
SO
4
→ K
2
Cr
2
O

7
+ K
2
SO
4
+ H
2
O
4
6
23
2
3
t
7
2
6
2
0
OSKOCrOCrKS
+++
+→+
OH7KCl2ClCr2Cl3OCrKClH14
23
3
2
0
7
2
6

2
1
+++→+
++−
1,00
Câu 4 (3,0 điểm)
1. Giải thích và viết phương trình phản ứng minh họa:
(a) Buta-1,3-dien tác dụng với Br
2
tạo hai sản phẩm là dẫn xuất dibrom đồng phân.
(b) Fructozơ có khả năng tham gia phản ứng tráng gương.
2. Đốt cháy hoàn toàn chất A (chứa C, H, O, N và có nguồn gốc tự nhiên) thu được CO
2
và H
2
O
có tỷ lệ mol tương ứng là 6/7. Tỷ khối hơi của A so với khí hidro là 44,5. A không làm mất
màu dung dịch Br
2
và tác dụng với NaOH tạo muối có số nguyên tử cacbon không thay đổi.
(a) Xác định công thức cấu tạo, gọi tên A và cho biết (có giải thích) trạng thái tồn tại của A.
(b) Viết công thức sản phẩm tạo thành khi đun nóng chất A.
3. Trình bày phương pháp tách riêng các chất trong dãy sau: m-dinitrobenzen, m-nitroanilin, axit
m-nitrobenzoic và m-nitrophenol.
ĐÁP ÁN ĐIỂM
Câu 4 (3,0 điểm)
1. (a) Do sự cộng hưởng tạo hai cacbocation trung gian nên có hai sản phẩm là dẫn
xuất dibrom đồng phân.
CH
2

CH CH CH
2
+ Br
2
CH
2
CH CH CH
2
Br
CH
2
CH CH CH
2
Br
+ Br
-
CH
2
CH CH CH
2
Br
CH
2
CH CH CH
2
Br
Br
Br
- Br
-

0,50
(b) Trong môi trường kiềm, fructozơ tạo cân bằng với glucozơ thông qua một
endiol:
C
C OHH
OH
CH
2
C O
C
C OH
OHH
OH
-
OH
-
OH
glucoz¬
fructoz¬endiol
0,25
Phương trình phản ứng:
CH
2
OH(CHOH)
3
COCH
2
OH + 2AgNO
3
+ 3NH

3
+ H
2
O →
→ CH
2
OH(CHOH)
4
COONH
4
+ 2Ag + 2NH
4
NO
3
0,25
2. (a) Công thức tổng quát: C
x
H
y
O
z
N
t
, M = 44,5
×
2 = 89
4
C
x
H

y
O
z
N
t
+ (x+y/4-z/2)O
2
→ xCO
2
+ y/2H
2
O + t/2N
2
Theo giả thiết
7
3
y
x
7
6
2/y
x
=⇒=
,
⇒ Công thức của A được viết lại: (C
3
H
7
)
n

O
z
N
t
Lại có 43n + 16z + 14t = 89 và vì n, z, t là những số nguyên, dương nên nghiệm
thích hợp là n = 1, z = 2 và t = 1 ⇒ công thức phân tử của A là C
3
H
7
O
2
N.
0,25
Theo các giả thiết đã cho thì cấu tạo thích hợp của A là:
CH
3
CH
+
NH
3
COO
-
(alanin)
0,25
A tồn tại ở trạng thái rắn do liên kết liên phân tử là liên kết ion bền vững, nhiệt độ
nóng chảy tương ứng cao (> 25
o
C). 0,25
(b) Phương trình phản ứng:
CH

3
CH
+
NH
3
COO
-
(alanin)
t
C
CH
HN C
CH
NH
O
O
CH
3
+ H
2
OCH
3
2
0,25
3. Sơ đồ tách:
(Dùng kí hiệu Ar thay cho O
2
NC
6
H

4
-)
ArNO
2
, ArNH
2
, ArCOOH, ArOH
ArCOONa
ArCOOH
ArNO
2
, ArNH
2
, ArOH
NaHCO
3
(tan trong n­íc)
H
+
ArONa
ArOH
ArNO
2
, ArNH
2
NaOH
H
+
(tan trong n­íc)
ArNH

3
Cl
ArNH
2
ArNO
2
HCl
OH
-
(tan trong n­íc)
1,00
Câu 5 (4,0 điểm)
5