Đề thi HSG có đáp án môn Hóa học 11 năm 2019-2020 Hội các trường THPT Chuyên

KỲ THI  HỌC SINH GIỎI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ X, NĂM 2020 ĐỀ THI MÔN: HÓA HỌC Lớp 11 Thời gian: 180 phút (Không kể thời gian giao đề) Ngày thi: 15/1/2020 (Đề thi gồm 3 trang)

Bài 1. (2 điểm)

1. Khi đo v_o của phản ứng :   I^-    +   OCl^-  ⇔  Cl^-      +  OI^-   diễn ra ở 25^oC .

Trong dung dịch có pH cố định và các nồng độ các ion I-, OCl-  khác nhau người ta thu được các kết quả sau:	[I-]o  ( mmol.l-1 )	1	1	1,1	1,3
	[OCl-]o (mmol.l-1 )	1	1,2	1	1
	v (10-5 mol.L-1)	6,1	7,3	6,7	7,9

Chứng minh rằng cơ chế sau đây phù hợp với các dữ kiện thực nghiệm :

OCl^-    +   H₂O     →        HOCl    +    OH^-             (nhanh)

HOCl   +  I^‑       →        HOI      +    Cl^-                 (chậm)

HOI     +   OH^-       →        H₂O      +    IO^-               (nhanh)

2. Ở 1173K, hằng số cân bằng của quá trình phân ly I_2(khí) thành 2I_(khí) là Kp = 0,04867.

Ở 1073K, áp suất ban đầu của I₂ là 0,0631 atm, áp suất chung của hệ lúc cân bằng là 0,0750 atm.

a. Tính DH° ở 1100 K. (Cho rằng DH^° không phụ thuộc nhiệt độ).

b. Khi cân bằng được thiết lập tại nhiệt độ T, hằng số K_p bằng một nửa áp suất chung. Tính phần mol của I_(khí) trong hỗn hợp cân bằng.

Bài 2. (2 điểm)

Histidine là một amino axit thiết yếu trong cơ thể người, động thực vật. Cấu trúc phân tử của histidine khi đã bị proton hoá như sau: Ở dạng này, histidin được coi như một axit 3 lần axit (kí hiệu là H3A2+) có các hằng số phân li axit tương ứng: pKai = 1,82; 6,00 và 9,17.

1. Hòa tan hoàn toàn 4.10^-4 mol H₃ACl₂ (có thể viết dạng HA.2HCl) trong nước, thu được 40,0 mL dung dịch A. Tính pH của dung dịch A.

2. Nếu dùng dung dịch NaOH 0,01 M để chuẩn độ dung dịch A thì pH của dung dịch thu được là bao nhiêu sau khi đã cho hết 40,0 mL dung dịch NaOH?

3. Điện tích trung bình trên toàn phân tử amino axit trong dung dịch nước có thể được tính theo điện tích của từng dạng tồn tại của các cấu tử trong dung dịch. Hãy tính điện tích trung bình của Histidine trong dung dịch khi pH của dung dịch là 6.0.

4. Trộn 50 mL dung dịch Cu(NO₃)₂ 0,02 M với 50 mL dung dịch Histidine 0,20 M rồi điều chỉnh pH của dung dịch thu được bằng 6,0 thu được 100,0 mL dung dịch B. Biết Cu²⁺ và Histidine có thể tạo ra hai phức bền CuA⁺ (β₁ = 2,0.10⁸) và CuA₂        (β ₂ = 8,0.10¹⁸ ).  β^*_Cu2+ = 10^-8

Tính nồng độ cân bằng của Cu²⁺ tự do trong dung dịch B.

Bài 3. (2 điểm)

Ghép 2 điện cực thành một tế bào Ganvani ở 25^oC như sau:

Điện cực đồng gồm một thanh Cu nhúng vào dung dịch CuSO₄ 0,15M;

Điện cực kẽm gồm một thanh Zn nhúng vào dung dịch ZnSO₄ 2,00M.

1. Viết sơ đồ của tế bào Ganvani trên. Viết phương trình phản ứng xảy ra tại các điện cực và phản ứng tổng quát khi tế bào hoạt động.

2.Tính sức điện động của pin tại nhiệt độ 25^oC.

3. Khi pin phóng hết điện, nồng độ các chất trong mỗi dung dịch là bao nhiêu?

4. Đặt một hiệu điện thế ngoài vào tế bào để tiến hành nạp điện trong vòng 1 giờ với cường độ dòng điện 1,0 A. Hỏi sức điện động của pin ngay sau khi điện phân là bao nhiêu? Biết thể tích dung dịch ở mỗi điện cực luôn không đổi là 1 lít. Bỏ qua ảnh hưởng của quá thế và điện trở của dung dịch.

Bài 4. (2 điểm)

1. Đơn chất X tác dụng mãnh liệt với dung dịch kiềm, nhưng chỉ tác dụng với nước ở nhiệt độ cao (khoảng 800^oC). X bền trong các axit, ngay cả nước cường thủy, chỉ tan trong hỗn hợp hai axit HF và HNO₃. Bột mịn X tác dụng được với hơi HF hay tác dụng được với Mg ở khoảng 800^oC. X lại có thể được điều chế bằng cách dùng Mg tác dụng với oxit của nó khi đốt cháy hỗn hợp. Hãy cho biết X là đơn chất nào? Viết phương trình hóa học minh họa các phản ứng xảy ra.

2. Hydro mới sinh là một tác nhân khử có hiệu quả nhất. Xử lý một lượng dung dịch natri nitrit bằng hỗn hống natri kim loại cho ra một muối X có 43,40% natri và 26,42% nitơ về khối lượng, còn lại là oxi. Một sản phẩm khác của phản ứng này là natri hydroxit. Để giữ sản phẩm tinh khiết, quá trình  tổng hợp được tiến hành trong khí quyển trơ như môi trường nitơ hay argon.

a. Xác định công thức muối X. Biết mỗi anion trong X chứa 4 nguyên tử.

b. Vẽ công thức Lewis anion của muối X.

c. Nếu phản ứng được tiến hành trong không khí thì những tạp chất nào có thể sinh ra?

d. Viết phương trình tổng hợp muối X.

Bài 5. (2 điểm)

Axit HIn trong nước phân ly như sau:  HIn (màu 1) D H⁺ + In⁻ (màu 2)

Đo mật độ quang của dung dịch HIn 5,00.10⁻⁴ M trong NaOH 0,1 M và trong HCl 0,1 M ở bước sóng 485 nm và 625 nm với cuvet 1,00 cm.

Trong dung dịch NaOH 0,1 M           A₄₈₅ = 0,052                A₆₂₅ = 0,823

Trong dung dịch HCl 0,1 M               A₄₈₅ = 0,454                A₆₂₅ = 0,176

1. Tính hệ số hấp thụ mol của In⁻ và HIn ở bước sóng 485 và 625 nm.

2. Tính hằng số phân ly axit của HIn, nếu trong dung dịch đệm pH 5,00 chứa một lượng nhỏ chất chỉ thị có mật độ quang là 0,472 ở 485 nm và 0,351 ở 625 nm

3. Mật độ quang của một dung dịch HIn 2,00.10⁻⁴ M tại 485 và 625 nm (cuvet 1,25 cm) là bao nhiêu nếu dung dịch được đệm ở pH bằng 6,00?

4. Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch axit hữu cơ tinh khiết yếu HX với chất chỉ thị là phenolphtalein tới điểm cuối chuẩn độ thì cần 24,20 mL dung dịch NaOH chuẩn. Khi thêm đúng 12,10 mL dung dịch NaOH vào 25,00 mL dung dịch axit HX, trong dung dịch có một lượng nhỏ chất chỉ thị HIn, mật độ quang đo được là 0,306 ở 485 nm và 0,555 ở 625 nm (cuvet 1,00 cm). Tính pKa cho HX.

Bài 6. (2 điểm)

1. Hằng số tốc độ k của phản ứng xà phòng hóa các dẫn xuất thế m- và p-metylbenzoat bằng NaOH trong đioxan/nước được liệt kê dưới đây.

X-C₆H₄-COOCH₃ + NaOH → X-C₆H₄-COONa + CH₃OH

	k(M-1.phút-1)		k(M-1.phút-1)
(1) Metyl p-nitrobenzoat	102	(4) Metyl m-brombenzoat	?
(2) Metyl m-nitrobenzoat	63	(5) Metyl benzoat	1,7
(3) Metyl m-clobenzoat	?	(6) Metyl p-aminobenzoat	0,06

a. So sánh giá trị k của (3), (4), (5).

b. Dựa trên cấu trúc (gồm cả các trạng thái cộng hưởng có thể có) giải thích vì sao chất (3) có tốc độ thủy phân cao hơn (4). Còn tốc độ thủy phân của chất (6) rất nhỏ.

2. Axit tactric (axit 2,3-đihidroxibutandioic) được điều chế theo 4 thí nghiệm thu được 4 dạng A, B, C, D. Tính chất của mỗi dạng cho ở bảng sau: Xác định cấu trúc của C, D.

A B C D [αD, 25oC] -12 +12 0 0 tnc 171 171 205 140 Độ tan 100g H2O 139 139 21 125

3. Vì sao ở điều kiện thường, mỡ động vật thường là chất rắn, còn dầu thực vật thường là chất lỏng.

Bài 7. (2 điểm)

1. Hidrocacbon A quang hoạt có công thức phân tử C₈H₁₂. Khi thực hiện phản ứng hidro hóa A bằng xúc tác Pt, đun nóng thu được B[C₈H₁₈] không quang hoạt, nhưng nếu dùng xúc tác Lindlar lại

thu được C [C8H14] quang hoạt. Cho A phản ứng Na trong NH3 lỏng thu được hợp chất D [C8H14] không quang hoạt. Xác định cấu trúc các chất A, B, C, D. 2. Từ m-xilen, 3-oxobutanal và các hóa chất phụ khác, hãy viết sơ đồ điều chế 2,7-đimetylnaphtalen và cronen (hình bên):

Bài 8. (2 điểm)

Hiđro hóa hoàn toàn naphtalen người ta thu được đecalin (C₁₀H₁₈). Oxi hóa đecalin thì thu được hỗn hợp các decalon (C₁₀H₁₆O).

     1. Trong hỗn hợp decalon  nói trên có tối đa bao nhiêu đồng phân ? Giải thích.

     2. Hãy vẽ công thức các đồng phân lập thể của decal-1-on, biết rằng hai vòng 6 cạnh trong phân tử decalon đều ở dạng ghế.

     3. Hòa tan X (một trong số các đồng phân decalon) vào dung dịch bazơ thì X bị đồng phân hóa thành Y tới 95%. Lập luận để xác định X, Y.

     4. Trong dung dịch bazơ, decal-1-on phản ứng với benzanđehit cho hợp chất T, với metyl vinyl xeton cho hợp chất U. T và U đều làm mất màu nước brom. Hãy viết công thức cấu tạo của T và U.

Bài 9. (2 điểm)

Viết cơ chế các phản ứng sau:

 

Bài 10. (2 điểm)

Loline là một thành viên của họ 1- aminopyrrolizidines (thường được gọi là lolines), là một ankaloid . Các lolines là những hợp chất diệt côn trùng, ngăn chặn sự sinh sản của cỏ nấm cộng sinh trong cỏ endophytic. Loline được tổng hợp theo sơ đồ sau:

 

Hãy viết công thức cấu tạo của các chất C, D, E, G, H, K, L, M.

...

Trên đây là trích một phần nội dung Đề thi HSG có đáp án môn Hóa học 11 năm 2019-2020 Hội các trường THPT Chuyên. Để xem đầy đủ nội dung của đề thi các em vui lòng đăng nhập và chọn Xem online và Tải về.

Hy vọng đề thi này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong kì thi sắp tới.

Chúc các em học tốt