DeDap an ki thi duyen hai va dong bang bac trung bo mon hoa truong thpt chuyen bac giang nam 2014 de gioi thieu

SỞ GD và ĐT BẮC GIANG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG
DUN HẢI BẮC BỘ
MƠN: HỐ HỌC LỚP 11
Thời gian làm bài 180 phút

ĐỀ GIỚI THIỆU
Câu 1(3,0 điểm).

Tại 25oC phản ứng 2A (k)   4B (k) + C (k) có hằng só tốc độ k = 1,8.10-5 s-1.
Phản ứng trên xảy ra trong bình kín thể tích 20,0 lít khơng đổi. Ban đầu lượng chất A
cho vừa đầy bình. Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của khí A là 0,070 atm. (Giả thiết các
khí đều là khí lý tưởng).
1. Tính tốc độ:
a) tiêu thụ A ;
b) hình thành B; C (theo mol/l.s)
2. Tính số phân tử A đã bị phân tích sau 10 giây.
3. Khi nâng nhiệt độ phản ứng từ 25 0C đến 350C thì tốc độ ban đầu của phản ứng tăng
2,5 lần. Hãy xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
Cho biết hằng số Avogađro = 6,023.1023. Biết t0(C) = T(K) + 273,15; R = 8,314 J/mol.K
Câu 2: (4,0 điểm)
Cr(OH)3



Cho

OH ¿3
¿

2−
CrO 4 /Cr ¿ ;
E¿

E0MnO / MnO(OH ) =+ 1 ,695 V ;
2

CrO2- + H+ + H2O

−
4

K = 1,0.10-14

a) Hãy thiết lập sơ đồ pin được hình thành bởi hai cặp oxi hóa - khử CrO42-/ CrO2- và MnO4-/
MnO(OH)2.
b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin.
c) Tính Epin biết nồng độ của ion CrO42- là 0,010M; CrO2- là 0,030M; MnO4- là 0,2M
d) Tính thành phần của hệ khi pin phóng điện hồn tồn
e) Mơ tả chiều chuyển động của các electron, cation, anion trong pin.
Câu 3 (3,0 điểm)

Cho 100 gam nitơ ở t=00C và 1 atm

Tính nhiệt Q, biến thiên nội năng ∆U và cơng W trong những q trình sau đây được tiến
hành thuận nghịch nhiệt động
a.Nếu đẳng tích tới áp suất p= 1,5 at.
b.Giãn đẳng áp tới thể tích gấp đơi lúc đầu.

Chấp nhận khí nit[ là khí lí tưởng trong các q trình trên và nhiệt dung đẳng áp của nó có
giá trị khơng đổi trong điều kiện kháo sát và bằng Cp = 6,960 cal/K.mol
Câu 4 (3,0 điểm)

Viết cơ chế của các chuyển hóa sau:

Câu 5 (2,0 điểm) Từ xiclohexa-1,3-đion và các hợp chất 4C hãy tổng hợp chất sau:

Câu 6 (3,0 im)
Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau, xác định cấu trúc của các hợp chất từ A đến I.
CH3
HC C
A

B
D

OH
CH=CH2

1.

Mg, ete khan

2.

CH2=C CHO
CH3

1. LiNH2

2. C6H13Br

H2
Pd /C

PCl5

C

A

A cã 1 H etilenic

B

B cã 5 H etilenic.
t0

D

D cã 1 H etilenic.
E

CH3MgI
ete khan

F

(CH3CO)2O

Biết rằng hợp chất A chuyển vị thành

I, C19H38O2
CH3
[ ClMgCH=C=C CH=CH2]

Câu 7. (2,0 điểm)
Cho a gam hỗn hợp gồm 2 este A và B tác dụng hết với dung dịch KOH thu được b gam
ancol D và 2,688 gam hỗn hợp muối kali của 2 axit hữu cơ đơn chức kế tiếp nhau trong cùng
dãy đồng đẳng. Nung toàn bộ muối trên với NaOH, CaO đến phản ứng hoàn toàn thấy thốt
ra 0,672 lít hỗn hợp khí E (ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn lượng ancol D, thu được sản phẩm


m CO2

cháy có

m H2O

=1,63

và khi bị hấp thụ hồn tồn bằng 45 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thấy

tách ra 2,955 gam kết tủa. Xác định cơng thức cấu tạo có thể có của A, B và tính giá trị của
a, b.


SỞ GD và ĐT BẮC GIANG

ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHỌN HSG VÙNG

TRƯỜNG THPT CHUN BẮC GIANG

DUN HẢI BẮC BỘ
MƠN: HỐ HỌC LỚP 11

ĐỀ GIỚI THIỆU

Thời gian làm bài 180 phút

Câu 1(3,0 điểm).
Tại 25oC phản ứng 2A (k)   4B (k) + C (k) có hằng só tốc độ k = 1,8.10-5 s-1.
Phản ứng trên xảy ra trong bình kín thể tích 20,0 lít khơng đổi. Ban đầu lượng chất A
cho vừa đầy bình. Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng của khí A là 0,070 atm. (Giả thiết các
khí đều là khí lý tưởng).
1. Tính tốc độ:
a) tiêu thụ A ;
b) hình thành B; C (theo mol/l.s)
2. Tính số phân tử A đã bị phân tích sau 10 giây.
3. Khi nâng nhiệt độ phản ứng từ 25 0C đến 350C thì tốc độ ban đầu của phản ứng tăng
2,5 lần. Hãy xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng.
Cho biết hằng số Avogađro = 6,023.1023. Biết t0(C) = T(K) + 273,15; R = 8,314
J/mol.K
HDG
p ( N 2O5 )
1. Từ biểu thức: v = k.[A] = k. RT

Với áp suất A là 0,070 atm; R = 22,4/273
vpư=

1,8.10 5.

0, 070
0, 082.298 = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1.

Từ phương trình phản ứng: 2A (k)   4 B (k) + C (k)
vN 2O5 

d [A]
 2v pu
dt
= - 2 x 5,16.10-8 = - 1,032.10-7 mol.l-1.s-1.

vhình thành B = 4 vpư = - 2vtiêu thụ A (5)
Thay số:
Vhình thành B = 4 x 5,16.10-8 = 2,064.10-7 mol l-1.s-2


Vhình thànhC=vpư=5,16.10-8mol l-1.s-2.
2. Số phân tử A đã bị phân huỷ được tính theo biểu thức.
Số phân tử A bị phân huỷ = N = VA tiêu thụ . Vbình . t . N0
Thay số:

N = 1,032.10-6 . 20,0 . 10,0 . 6,023.1023  1,243.1020 phân tử

3 Khi nâng nhiệt độ phản ứng lên 100 từ 250C đến 350C, ta có:
v350 C

=> ln

v250 C



Ea
1
1
(

)
R 308,15 298,15

= 69,99 kJ.mol-1.

Câu 2: (4,0 điểm)
Cho

OH ¿3
¿
2−
CrO 4 /Cr ¿ ;
E¿

E0MnO / MnO(OH ) =+ 1 ,695 V ;



CrO2- + H+ + H2O

Cr(OH)3

2

−
4

K = 1,0.10-14

a) Hãy thiết lập sơ đồ pin được hình thành bởi hai cặp oxi hóa - khử CrO42-/ CrO2- và MnO4-/
MnO(OH)2.
b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng xảy ra trong pin.
c) Tính Epin biết nồng độ của ion CrO42- là 0,010M; CrO2- là 0,030M; MnO4- là 0,2M
d) Tính thành phần của hệ khi pin phóng điện hồn tồn
e) Mơ tả chiều chuyển động của các electron, cation, anion trong pin.
HDG
a) Xét cặp CrO42-/ Cr(OH)3
CrO42- + 4H2O + 3e
Cr(OH)3




H+ + OHCrO42- + 2H2O + 3e 

K1 103E1 /0,0592

Cr(OH)3 + 5OH-



CrO2- + H+ + H2O

K = 10-14

H2O

Kw-1 = 1014

CrO2- + 4OH-

K 2 K1.K.K w1 103E1 /0,0592

Eo CrO42-/ CrO2- = Eo CrO42-/ Cr(OH)3 = - 0,18V < Eo MnO4-/ MnO(OH)2 nên có sơ đồ pin:
(-)

Pt | CrO42-, CrO2-, OH- || MnO4-, H+, MnO(OH)2 | Pt (+)

b) Tính K của phản ứng
MnO4- + 4H+ + 3e 
CrO2- + 4OH4|

H2O




MnO(OH)2 + H2O
CrO42- + 2H2O + 3e
H+ + OH-

MnO4- + CrO2- + H2O  MnO(OH)2

+ CrO42-

K1 = 103.1,695/0,0592
K2-1 = (103.(-0,18)/0,0592)-1
Kw = 10-14
K = K1.K2-1.(Kw)4 = 1039


c) Tính Epin :
0 ,0592
lg
3

Epin = Eopin +

[MnO 4 ].[CrO 2 ]
[CrO 24 ]

Tính Eopin dựa vào K phản ứng ta có Eopin =
0 ,0592
lg
3

Epin = 0,77 +

0,2. 0 , 03
0 , 01

39 .0 , 0592
3

= 0,77V

= 0,7656V

d) Thành phần của hệ khi pin phóng điện hồn tồn
MnO4- + CrO2- + H2O
C

0,2

TPGH 0,17



+ CrO42- K = 1039

0,03

0,01

-

0,04

Cân bằng: MnO(OH)2

+ CrO42-

C

0,04

[]

0,04- x
Ta có:

MnO(OH)2

(0 , 17+ x) x
0 ,04 − x

MnO4- + CrO2- + H2O



rất lớn

K-1 = 10-39

0,17
0,17 + x

x

= 10-39 → x = [CrO2-] = 2,35.10-40

Thành phần của hệ khi pin phóng điện hồn tồn là:
[MnO4-] = 0,17M; [CrO4-] = 0,04M;

[CrO2-] = 2,35.10-40

e) Ở mạch ngoài: Các eletron chuyển động từ anôt (-) sang catot (+)
Ở mạch trong :
- Dung dịch bên anot có CrO2-, OH- đi đến bề mặt anot tham gia phản ứng làm dung dịch
giảm lượng ion âm so với lượng ion dương  các ion âm của cầu muối sẽ đi vào dung dịch
ở anot để dung dịch ln trung hịa điện.
- Dung dịch bên catot có ion MnO 4-, H+ đi đến bề mặt catot tham gia phản ứng làm
dung dịch giảm lượng ion dương so với lượng ion âm  các ion dương của cầu muối sẽ đi
vào dung dịch ở catot để dung dịch ln trung hịa điện.
Câu 3 (3,0 điểm)
Cho 100 gam nitơ ở t=00C và 1 atm
Tính nhiệt Q, biến thiên nội năng ∆U và cơng W trong những q trình sau đây được tiến
hành thuận nghịch nhiệt động
a.Nếu đẳng tích tới áp suất p= 1,5 at.
b.Giãn đẳng áp tới thể tích gấp đôi lúc đầu.


Chấp nhận khí nit[ là khí lí tưởng trong các q trình trên và nhiệt dung đẳng áp của nó có
giá trị khơng đổi trong điều kiện kháo sát và bằng Cp = 6,960 cal/K.mol
HDG
a.Xét q trình đẳng tích (V=const)
Vì nit[ được xem là khí lí tưởng nên ta có
Cv=Cp-R đối với 1 mol khí
Cp=const, do đó Cv=const
Nhiệt Q và biến thiên nội năng ∆U trong q trình được tính như sau

Qv=nCv(T2-T1) = ∆Uv (a)
Vì V= const nên T2.P1=P2.T1

T1=273,15K

Vậy T2=273,15=409.72K
Thay các giá trị vào (a) ta tính được Qv
100
Qv= 28 (6,96-1,987).(409,72-273,15)= ∆Uv

Qv= ∆Uv =2425 cal = 10148 J
Công: Xuất phát từ ∆U= Q + W ta rút ra Wv=0
b. Xét quá trình đẳng áp (p=const)
Nhiệt Q của quá trình được tính như sau
Qp=nCp(T2-T1)
Vì p= const nên
Từ đó ta có:

T2 V2
T1 = V1 =2

T2 = 273,15.2 = 546.30 K

Thay các giá trị vào b ta tính được Qp
100
Qp = 28 . 6,960 (546,3-273,15) =6789 cal = 28405J
100
-Công Wp= -nR(T2-T1)= 28 .8,314 (546,3-273,15)=-8110J

Biến thiên nội năng

∆U= Q + W=28405 – 8110 = 20295J

Câu 4 (3,0 điểm)
Viết cơ chế của các chuyển hóa sau:


LG
a)

Câu 5 (2,0 điểm)
Từ xiclohexa-1,3-đion và các hợp chất 4C hãy tổng hợp chất sau:

LG


Cõu 6 (3,0 im)
Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau, xác định cấu trúc của các hợp chất từ A ®Õn I.
CH3
HC C

OH

PCl5

CH=CH2

A

A cã 1 H etilenic

A

1.

Mg, ete khan

2.

CH2=C CHO
CH3

B

B cã 5 H etilenic.
B

1. LiNH2

2. C6H13Br

C

t0

D

D cã 1 H etilenic.
D

H2

Pd /C

E

CH3MgI
ete khan

F

(CH3CO)2O

Biết rằng hợp chất A chuyển vị thành

I, C19H38O2
CH3
[ ClMgCH=C=C CH=CH2]


LG
CH3
CH C

CH3

C CH = CH2

PCl5

CH

C

OH

CH3
CH2Cl Mg, ete

C = CH

CH

C

C = CH

A
HC

CH3
ClMg

CH = C = C
H

C H

CH = CH2

C6H13

O

C

2. C6H13Br

CH2

HO

CH3

H

C

C

CHO
H2, Pd / C

C
HO

H3O+

C

B

t0

CH3MgBr

C H

1. LiNH2

HO

C6H13

CH2MgCl

C6H13

D

C8H17

CH3
CH

CHO
CH3

E

CH3
CH3

(CH3CO)2O
C8H17 CH (CH2)3CH CH CH3
CH (CH2)3CH CH CH3
CH3
CH3 OCOCH3
CH3
CH3 OH
I
F

C8H17

Câu 7. (2,0 điểm)
Cho a gam hỗn hợp gồm 2 este A và B tác dụng hết với dung dịch KOH thu được b gam
ancol D và 2,688 gam hỗn hợp muối kali của 2 axit hữu cơ đơn chức kế tiếp nhau trong cùng
dãy đồng đẳng. Nung toàn bộ muối trên với NaOH, CaO đến phản ứng hồn tồn thấy thốt
ra 0,672 lít hỗn hợp khí E (ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn lượng ancol D, thu được sản phẩm
m CO2

cháy có

m H2O

=1,63

và khi bị hấp thụ hoàn toàn bằng 45 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thấy

tách ra 2,955 gam kết tủa. Xác định công thức cấu tạo có thể có của A, B và tính giá trị của
a, b.
HDG

Do axit đơn chức nên gọi công thức chung của hỗn hợp là (RCOO)nR’
Pthh: (RCOO)nR’ + nKOH → nRCOOK + R(OH)n
RCOOK + NaOH ⃗
CaO , t 0 RH +KNaCO 3
0,03

0,03

Khối lượng mol của muối =

2 , 688
=89 , 6 ⇒ R=6,6 Vì 2 axit là đồng đẳng kế tiếp nên 2
0 , 03

muối là HCOOK và CH3COOK
* Có mCO :mH O=1 , 63 , chọn mCO =1 , 63 gam ; mH O=1 gam → nCO =0 , 0372

2

2

2

2

2


0 ,037

Vậy D là ancol no → C = 0 ,055 − 0 , 037 ≈ 2 . Do đó S có dạng C2H6On (n  2)
0 ,06
→ nancol = 0,03/n → nCO = n
2

Xét phản ứng của CO2 với dung dịch Ba(OH)2
- Trường hợp chỉ có phản ứng tạo kết tủa
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,015 ← 0,015

← 0,015

0 ,06
Khi đó nCO = n = 0,015 → n = 4 (loại)
2

- Trường hợp tạo ra cả 2 muối
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O
0,015 ← 0,015

← 0,015

2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2
0,015 ← 0,0075
0 ,06
Khi đó nCO = n = 0,03 → n = 2 Ancol là C2H4(OH)2
2

Công thức cấu tạo của A, B có thể là

(HCOO)2C2H4, (CH3COO)2C2H4; HCOOC2H4OCOCH3
* Tính a và b
Khối lượng ancol D: b = 0,015 * 62 = 0,93 gam
Khối lượng este: áp dụng định luật bảo toàn khối lượng a = mmuối + mancol - mKOH = 1,938 gam