Căn cứ vào phương trình động học của phản ứng, cơ chế phản ứng có thể là:

TAILIEUHOC.VN



Bộ giáo dục v đo tạo



kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia

lớp 12 THPT năm 2005



Hớng dẫn chấm đề thi chính thức

Môn: Hoá học, Bảng B

Ngy thi thứ nhất: 10.3.2005

Câu 1(2,5 điểm):

Đốt cháy kim loại magiê trong không khí. Cho sản phẩm thu đợc tác dụng với

một lợng d dung dịch axit clohiđric, đun nóng rồi cô dung dịch đến cạn khô. Nung

nóng sản phẩm mới ny v lm ngng tụ những chất bay hơi sinh ra trong quá trình

nung.

Hãy viết các phơng trình phản ứng đã xảy ra trong thí nghiệm trên v cho biết có

những chất gì trong sản phẩm đã ngng tụ đợc.

Hớng dẫn chấm:

Các phản ứng:

2 Mg



+



O2



2 MgO



3 Mg



+



N2



Mg3N2



MgO + 2 HCl



MgCl2 + H2O



Mg3N2 + 8 HCl

MgCl2.6 H2O

NH4Cl



t



o



t



3 MgCl2 + 2 NH4Cl

MgO + 2 HCl + 5 H2O



o



NH3 + HCl



NH4Cl



Sản phảm đợc ngng tụ: NH4Cl ; H2O ; HCl.

Câu 2 (2 điểm):

Nhúng hai tấm kẽm, mỗi tấm có khối lợng 10 gam vo hai dung dịch muối kim

loại hoá trị hai. Sau một thời gian xác định, lấy hai tấm kẽm ra khỏi dung dịch, rửa sạch,

lm khô rồi cân lại. Kết quả cho thấy một tấm có khối lợng 9,5235 gam, tấm kia có

khối lợng 17,091 gam.

Cho biết: Một trong hai dung dịch muối kim loại hoá trị hai l muối sắt (II);

lợng kẽm tham gia phản ứng ở hai dung dịch l nh nhau.

1. Giải thích hiện tợng xảy ra ở mỗi dung dịch.

2. Cho biết kim loại no tham gia vo thnh phần dung dịch muối thứ hai.

Hớng dẫn chấm:

1. Khi nhúng tấm kẽm vo dung dịch muối Fe(II):

Zn + Fe2+

Zn2+ + Fe

Vì: MFe < MZn nên khối lợng tấm kẽm giảm đi.

Khi nhúng tấm kẽm vo dung dịch muối thứ hai X2+

Zn + X2+

Zn2+ + X

Vì: MZn < MX nên khối lợng tấm kẽm tăng lên.



(1)

(2)



TAILIEUHOC.VN



2. Gọi x l số mol Zn đã phản ứng, theo (1) ta có:

(10 65,38 x) + 55,85 x = 9,5235

x = 0,05 (mol)

Vì lợng Zn tham gia phản ứng ở 2 trờng hợp l nh nhau, theo (2) ta có:

MX = 207,2.

(10 65,38 0,05) + MX 0,05 = 17,091

2+

2+

Vậy X l Pb , X l Pb

Zn + Pb2+

Zn2+ + Pb

Câu 3 (1,5 điểm):

Hon thnh các phơng trình phản ứng sau đây:

1. NaCl + H2SO4 đặc, nóng

2. NaBr + H2SO4 đặc, nóng

3. NaClO + PbS

4. FeSO4 + H2SO4 + HNO2

5. KMnO4 + H2SO4 + HNO2

6. NaNO2 + H2SO4 loãng

Hớng dẫn chấm:

1.



NaCl

hoặc



2.



+



2 NaCl +



H2SO4 (đặc, nóng)

H2SO4 (đặc, nóng)



HCl



+ NaHSO4



2 HCl + Na2SO4



2 NaBr + 2 H2SO4 (đặc, nóng)



2 NaHSO4 + 2 HBr



2 HBr



SO2 + 2 H2O + Br2



2 NaBr



+



H2SO4 (đặc, nóng)



+ 3 H2SO4 (đặc, nóng)



3.



4 NaClO +



4.



2 FeSO4 + H2SO4 + 2 HNO2



5.

6.



PbS



2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 HNO2

3 NaNO2 + H2SO4 (loãng)



2 NaHSO4 + SO2 + 2 H2O + Br2

4 NaCl +



PbSO4



Fe2(SO4)3 + 2 NO + 2 H2O

K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 HNO3 + 3 H2O

Na2SO4 + NaNO3 + 2 NO + H2O



Câu 4 (4 điểm):

1. Tính độ điện li của ion CO32 trong dung dịch Na2CO3 có pH =11,60 (dung

dịch A).

2. Thêm 10,00 ml HCl 0,160 M vo 10,00 ml dung dịch A. Tính pH của hỗn hợp thu

đợc.

3. Có hiện tợng gì xảy ra khi thêm 1 ml dung dịch bão ho CaSO4 vo 1 ml dung dịch

A.

HCO3 + H+ ; K a1 = 106,35

Cho: CO2 + H2O

HCO3

H+ + CO32 ; K a2 = 1010,33

Độ tan của CO2 trong nớc bằng 3,0.102 M.

Tích số tan của CaSO4 bằng 105,04; của CaCO3 bằng 108,35



TAILIEUHOC.VN



Hớng dẫn chấm:

1.



10 -14

10 -10,33

= 103,67 -14

HCO3 + H2O

( H2O.CO2) + OH ; Kb2 = 10-6,35

10

= 107,65

Kb1 >> Kb2 , cân bằng (1) l chủ yếu.



CO32 + H2O



CO32 + H2O

C

[ ]



C

C 102,4



HCO3 + OH ; Kb1 =



(1)

(2)



HCO3 + OH ; 103,67



2,4

102,4

(102,4)2 10

3,67

C 102,4 = 10



104,8

C = 102,4 + 103,67



= 0,0781 M



2,4

2

CO 2 = 10 10 = 5,1 %

3

0,0781



2.

CHCl = 0,16 = 0,08 M ;

2

2

+ 2 H+

CO3

[]



0,03905



C Na2CO3 = 0,0781

2

CO2 + H2O



0,08

1,9. 103



= 0,03905 M



0,03905



C CO2 > L CO2

CO2

C



+ H2 O



H+ +



HCO3 ; 106,35



(do Ka1 >> Ka2)



3,0 102

1,9. 103

3,0 102 x

1,9. 103 + x

x

3

x(1,9. 10 + x)

6,35

x = 7,05.106 << 1,9. 103

3,0 102 x = 10



[H+] = 1,9.103



Vậy pH = lg 1,9. 103 = 2,72

3.

C CO32 =

CaSO4



0,0781

= 0,03905 0,0391

2

Ca2+ +

SO42 ; KS1 = 105,04

x

x

x = KS1 = 102,52



CO32 + H2O

C

[]



CCa2+ =



HCO3 + OH ; 103,67



0,0391

0,0391 x

x2

3,67

0,0391 x = 10



x



x

x = 2,89.103



102,52

= 102,82

2

(do Kb1 >> Kb2)



TAILIEUHOC.VN



CCO32 = 0,0391 2,89.103 = 0,0362 M

C CO 2 . CCa2+ = 0,0362 102,82 = 5,47.105 > 108,35

3



Kết luận: có kết tủa CaCO3

Câu 5 (2,5 điểm):

Các vi hạt có cấu hình electron phân lớp ngoi cùng: 3s1, 3s2, 3p3, 3p6 l nguyên

tử hay ion? Tại sao?

Hãy dẫn ra một phản ứng hoá học (nếu có) để minh hoạ tính chất hoá học đặc

trng của mỗi vi hạt.

Cho biết: Các vi hạt ny l ion hoặc nguyên tử của nguyên tố thuộc nhóm A v

nhóm VIII(0).

Hớng dẫn chấm:

Cấu hình electron của các lớp trong của các vi hạt l 1s22s22p6, ứng với cấu hình

của [Ne].

1. Cấu hình [Ne] 3s1 chỉ có thể ứng với nguyên tử Na (Z = 11), không thể ứng với ion.

Na l kim loại điển hình, có tính khử rất mạnh. Thí dụ: Na tự bốc cháy trong H2O ở nhiệt

độ thờng.

2 NaOH + H2

2 Na + 2 H2O

2.

Cấu hình [Ne] 3s2 ứng với nguyên tử Mg (Z = 12), không thể ứng với ion. Mg l

kim loai hoạt động. Mg cháy rất mạnh trong oxi v cá trong CO2.

2 Mg + O2

2 MgO

3.

Cấu hình [Ne] 3s23p3 ứng với nguyên tử P (Z = 15), không thể ứng với ion. P l

phi kim hoạt động. P cháy mạnh trong oxi.

4 P + 5 O2

2 P2 O 5

4.

Cấu hình [Ne] 3s23p6:

a) Trờng hợp vi hạt có Z = 18. Đây l Ar, một khí trơ.

b) Vi hạt có Z < 18. Đây l ion âm:

Z = 17. Đây l Cl, chất khử yếu. Thí dụ:

2 MnO4 + 16 H+ + 10 Cl



2 Mn2+ + 8 H2O + 10 Cl2



Z = 16. Đây l S2, chất khử tơng đối mạnh. Thí dụ:

2 H2S + O2

2 S + 2 H2O

Z = 15. Đây l P3, rất không bền, khó tồn tại.

c) Vi hạt có Z > 18. Đây l ion dơng:



Z = 19. Đây l K+, chất oxi hoá rất yếu, chỉ bị khử dới tác dụng của dòng điện

(điện phân KCl hoặcKOH nóng chảy).



Z = 20. Đây l Ca2+, chất oxi hoá yếu, chỉ bị khử dới tác dụng của dòng điện

(điện phân CaCl2 nóng chảy).



TAILIEUHOC.VN



Câu 6 (3,5 điểm):

Một bình điện phân chứa dung dịch NaOH (pH=14) v một bình điện phân khác

chứa dung dịch H2SO4 (pH = 0) ở 298K. Khi tăng hiệu điện thế từ từ ở hai cực mỗi bình

ngời ta thấy có khí giống nhau thoát ra ở cả hai bình tại cùng điện thế.

1. Giải thích hiện tợng trên. Viết các phơng trình phản ứng xảy ra ở mỗi bình (không

xét sự tạo thnh H2O2 v H2S2O8).

2. Tính hiệu điện thế tối thiểu phải đặt vo hai cực mỗi bình để cho quá trình điện phân

xảy ra.

3. Ngời ta muốn giảm pH của dung dịch NaOH xuống còn 11. Có thể dùng NH4Cl

đợc không? Nếu đợc, hãy giải thích v tính khối lợng NH4Cl phải dùng để giảm pH

của 1 lít dung dịch NaOH từ 14 xuống còn 11.

4. Khi pH của dung dịch NaOH bằng 11, thì hiệu điện thế tối thiểu phải đặt vo hai cực

của bình điện phân để cho quá trình điện phân xảy ra l bao nhiêu?

Cho biết: Eo O, 1/2 O / 2OH = 0,4 V ; Eo2H+, 1/2 O / H O = 1,23 V ; pKb (NH3) = 4,75

H

2



2



2



2



Hớng dẫn chấm:

1.

Trong thí nghiêm ny, nớc bị điện phân ở cùng một điện thế.

a) Dung dịch NaOH:

ở anôt:

2 OH

H2O + 1/2 O2 + 2 e

ở catôt:

2 H2O + 2 e

H2 + 2 OH

H2 O

b) Dung dịch H2SO4:

ở anôt:

H 2O

ở catôt:

2 H+ + 2 e

H2 O



H2 + 1/2 O2

1/2 O2 + 2 H+ + 2 e

H2

H2 + 1/2 O2



Khí thoát ra ở 2 bình đều l hiđro v oxi.

2.

a) Dung dịch NaOH:

Eanôt = 0,4 V

0,0592

Ecatôt = 0 +

lg (1014)2 = 0,83 V

2

U min = E anôt E catôt = 0,4 + 0,83 = 1,23 V

b) Dung dịch H2SO4:

Eanôt = 1,23 V

Ecatôt = 0 V

Umin = E anôt E catôt = 1,23 V

(khi tính Umin không xét đến quá thế).

3. Có thể dùng NH4Cl để giảm pH của dung dịch NaOH từ 14 xuống 11.

NH4+ + OH



NH3 + H2O



TAILIEUHOC.VN



pOH của dung dịch NaOH đã thêm NH4Cl để giảm pH của dung dịch NaOH từ 14

xuống 11 đợc tính theo công thức:

[NH4+]

pOH = pKb + lg

[NH3]

+

3 = 4,75 + lg [NH4 ]

[NH3]

Suy ra [NH4+] = 0,0178 [NH3]

Khi pH của dung dịch NaOH giảm từ 14 xuống 11 thì [OH] của dung dịch giảm

đi: 1 103 = 0,999 mol/L. Đây chính l số mol NH3 hình thnh. Vậy [NH3] = 0,999

mol/L v [NH4+] = 0,0178 0,999 0,0178 (mol/L).

Số mol NH4Cl phải thêm vo 1 lít dung dịch:

n = n NH + + n NH = 0,0178 + 0,999 = 1,0168 (mol)

4



3



Khối lợng NH4Cl phải thêm vo 1 lít dung dịch: 1,0168 53,5 = 54,4 (gam)

4. Khi pH = 11, dung dịch NaOH:

0,0592

1

Eanôt = 0,4 V +

2 lg (103)2

Ecatôt = 0 + 0,0592 lg (1011)2

2

U min = E anôt E catôt = 0,4 + 3 0,0592 + 0,0592 11 1,23 V

Câu 7 (4 điểm):

2 NO2F (k) trong một bình

Ngời ta thực hiện phản ứng 2 NO2 (k) + F2 (k)

kín có thể tích V (có thể thay đổi thể tích của bình bằng một píttông). áp suất ban đầu

của NO2 bằng 0,5 atm, còn của F2 bằng 1,5 atm. Trong các điều kiện đó tốc độ đầu vo =

3,2. 103 mol.L1.s1.

1. Nếu thực hiện phản ứng trên ở cùng nhiệt độ với cùng những lợng ban đầu của chất

phản ứng nhng thêm một khí trơ vo bình để cho thể tích thnh 2 V, còn áp suất tổng

quát vẫn bằng 2 atm, thì tốc độ đầu bằng 8.104 mol.L1.s1. Kết quả ny có cho phép

thiết lập phơng trình động học (biểu thức tốc độ) của phản ứng hay không?

2. Ngời ta lại thực hiện phản ứng trên ở cùng điều kiện nhiệt độ với cùng những lợng

NO2, F2 v khí trơ nh ở (1) nhng giảm thể tích xuống bằng V . Tính giá trị của tốc độ

2

đầu vo .

3. Nếu thay cho việc thêm khí trơ, ngời ta thêm NO2 vo để cho áp suất tổng quát bằng

4 atm v thể tích bằng V thì tốc độ đầu vo = 1,6.102 mol.L1.s1. Kết quả ny cho phép

kết luận nh thế no về phơng trình động học của phản ứng?

4. Dự đoán cơ chế của phản ứng.

Hớng dẫn chấm:

1.

ở thí nghiệm 2, sau khi thêm khí trơ để cho thể tích tăng gấp đôi thì P NO2 v PF2

đều giảm 2 lần so với thí nghiệm 1, nghĩa l nồng độ của chúng cũng giảm đi 2 lần (vì

PA = CA.RT), còn tốc độ đầu của phản ứng giảm 4 lần. Từ đây, chỉ có thể kết luận bậc

của phản ứg l 2.



TAILIEUHOC.VN



Phơng trình động học có thể có các dạng sau đây:

v = k [NO2] [F2] (a) , v = k [NO2]2 (b) , v = k [F2]2 (c)

2. ở thí nghiệm 3, P v PF đều tăng gấp đôi so với thí nghiệm 1. Cũng lập luận nh

NO2

2

trên, ta thấy tốc độ đầu của phản ứng ở thí nghiệm 3 phải bằng 4 lần tốc độ đầu của phản

ứng ở thí nghiêm 1.

vo = 3,2 103 mol.L1.s1 4 = 1,28 102 mol.L1.s1.

3. ở thí nghiệm 4, P F không đổi, P NO24 atm 1,5 atm = 2,5 atm. PNO2 tăng 5 lần so với

=

2

thí nghiệm 1, còn tốc độ đầu của phản ứng tăng 5 lần. Vậy phơng trình động học của

phản ứng l:

v = k [NO2] [F2]

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



Trang 7/7B



TAILIEUHOC.VN



2. Trong các chất (A), (B), (C), (D) trên:

a) (A), (C) l đờng thuộc dãy L

b) (B) l đờng đeoxi.

c) (C) l đờng có mạch nhánh.

d) (D) thuộc loại xetozơ.

e) (B) có dạng furanozơ.

f) (D) có cấu hình ở nhóm anomeric.



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



Trang 6/6



TAILIEUHOC.VN



Bộ giáo dục v đo tạo



kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia

lớp 12 THPT năm 2006



Hớng dẫn chấm đề thi chính thức

Môn: Hoá học. Bảng B

Ngy thi thứ hai: 24.2.2006

Câu I (3,75 điểm): 1. 1,25 điểm; 2. 1 điểm; 3. 1,5 điểm.



1. Sắp xếp (có giải thích) theo trình tự tăng dần tính axit của các hợp chất sau:

CH3CH2COOH ; CH3CH2CH(CH3)OH ; CH3CHBrCOOH ; CH3CH2NH2.

2. Hãy cho biết các sản phẩm của sự thủy phân trong môi trờng axit của các

chất CH3COOCH3 , CH3CONH2 ,

.

O

O



N

O



CH3



3. Gọi tên các đồng phân đối quang nhận đợc khi monoclo hoá metylxiclohexan

dới tác dụng của ánh sáng, giả thiết rằng vòng xiclohexan phẳng.

Hớng dẫn giải:

+

1. So sánh tính axit l so sánh khả năng phân li cho proton H , khả năng ny tùy

thuộc vo liên kết HX v ảnh hởng của các nhóm liên kết với X của

chất. Nếu các nhóm liên kết v bản chất của X lm cho liên kết HX kém

bền, dễ bị cắt đứt thì H trở nên linh động, khả năng phân li cho proton cng dễ

(tính axit cng mạnh). Trình tự tăng dần tính axit của các hợp chất:

CH3-CH2-N-H

H



<



CH3-CH2-CH-O-H

CH3



< CH3-CH2-C-O-H

O



< CH3-CH-C-O-H

Br O



A

B

C

D

Giải thích:

Tính axit của A yếu nhất vì:

So sánh về độ âm điện của nguyên tử X trong liên kết H-X- ; độ âm điện của oxi

lớn hơn nitơ nên liên kết -O-H phân cực mạnh hơn liên kết > N-H, hiđro trong A

kém linh động hơn hiđro trong các hợp chất khác trong dãy trên nên A có tính

axit yếu nhất.

Tính axit của B, C, D:

Chất C v D có hiệu ứng -C của nhóm cacbonyl lm O-H phân cực mạnh, đồng

thời hiệu ứng liên hợp p- giúp giải tỏa điện tích âm của ion cacboxylat. Chất B

có gốc sec-butyl đẩy e (+I) lm giảm sự phân cực của liên kết OH trong B nên

hiđro kém linh động. C v D có tính axit mạnh hơn B.

Tính axit của D mạnh hơn C vì:

D có nguyên tử brom hút electron (-I) lm cho hiđro của nhóm OH cng linh

động, nên có tính axit mạnh hơn C.

Trang 1/7



TAILIEUHOC.VN



2.



CH3-COOCH3

CH3-CONH2



H2O

+



H , t



CH3-COOH



H2O

+



H , t



O



+



CH3OH



CH3-COOH



O



+



NH4+



O



O



+

CH3-NH2-CH2-COOH



H2O



N



O



+



H , tO



CH3



+



HOCH2COOH



3. Có 8 đồng phân:

CH3

Cl



CH3



CH3



CH3



Cl



(1R, 2S)



(1S, 2R)

CH3



Cl



CH3



(1S, 2S)

CH3



Cl



CH3



Cl



Cl



(1R, 2R)



Cl (1S, 3S)



Cl



(1S, 3R)



(1R, 3R)



(1R, 3S)

Kí hiệu



-2-clo-1-metylxiclohexan

-3-clo-1-metylxiclohexan



3. a. Các nhóm CH3S v CH3O ở vị trí

Câu II (4,0 điểm): 1. 0,5 điểm; 2. 0,5 điểm; 3. 0,75 điểm; 4. 1,75 điểm.

Cho sơ đồ chuyển hoá các chất sau:

1. (CH3)2CHCH2COOH

2. (CH3)2CHCOCOOH

3. CH2=CH-CH=CH2



Br2, P

NH3

C6H5CO3H



NH3



B

E

H



H2, Pt

to,



H2



D

G

I



H3O+



NH3 , H2O



4. Trans-buten-2



C6H5CO3H



X



CH3OH, H3O+



K



Y

Z



Viết công thức cấu tạo các sản phẩm hữu cơ B, D, E, G, H, I, K v vẽ cấu

trúc không gian của X, Y, Z.

Hớng dẫn giải:



Trang 2/7