De Thi HSG QG 2009
De Thi HSG QG 2009
De Thi HSG QG 2009
1/10 trang
I3-: dạng AL2E3, lai hoá của I là dsp3, trong đó 2 liên kết I−I được ưu tiên nằm dọc
theo trục thẳng đứng, 3 obitan lai hoá nằm trong mặt phẳng xích đạo (vuông góc với trục)
được dùng để chứa 3 cặp electron không liên kết. Ion có dạng đường thẳng.
2. C và Si cùng nằm trong nhóm 4A (hay nhóm 14 trong Bảng tuần hoàn dạng dài) nên
có nhiều sự tương đồng về tính chất hoá học. Tuy nhiên, hai nguyên tố này thể hiện khả
năng tạo thành liên kết π khác nhau trong sự tạo thành liên kết của các đơn chất và hợp chất.
- Ở dạng đơn chất: Cacbon tồn tại dưới dạng kim cương (chỉ có liên kết đơn C-C)
và graphit, cacbin...(ngoài liên kết đơn còn có liên kết bội C=C và C≡C), nghĩa là tạo
thành cả liên kết σ và liên kết π. Silic chỉ có dạng thù hình giống kim cương, nghĩa là chỉ tạo
thành liên kết σ.
- Ở dạng hợp chất: Trong một số hợp chất cùng loại, điển hình là các oxit: cacbon
tạo thành CO và CO2 mà phân tử của chúng đều có liên kết π, trong khi silic không tạo
thành SiO, còn trong SiO2 chỉ tồn tại các liên kết đơn Si–O.
Giải thích:
Liên kết π được tạo thành do sự xen phủ của các obitan p. Nguyên tử cacbon (Chu
kỳ 2) có bán kính nhỏ hơn nguyên tử silic (Chu kỳ 3) nên mật độ electron trên các obitan
của nguyên tử C cao hơn mật độ electron trên các obitan tương ứng của nguyên tử Si. Khi
kích thước của các obitan bé hơn và mật độ electron lớn hơn thì sự xen phủ của các
obitan hiệu quả hơn, độ bền của liên kết cao hơn. Do đó, cacbon có thể tạo thành liên kết
π cả ở dạng đơn chất và hợp chất, trong khi silic hầu như không có khả năng này.
Câu 3 (2. điểm).
Ở 25 oC và áp suất 1 atm độ tan của CO2 trong nước là 0,0343 mol/l. Biết các
thông số nhiệt động sau:
∆G0 (kJ/mol) ∆H0 (kJ/mol)
CO2 (dd) -386,2 -412,9
H2O (l) -237,2 -285,8
HCO3- (dd) -578,1 -691,2
H+(dd) 0,00 0,00
1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng:
CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd)
2. Tính nồng độ của CO2 trong nước khi áp suất riêng của nó bằng 4,4.10- 4 atm và pH
của dung dịch thu được.
3. Khi phản ứng hòa tan CO2 trong nước đạt đến trạng thái cân bằng, nếu nhiệt độ của hệ
tăng lên nhưng nồng độ của CO2 không đổi thì pH của dung dịch tăng hay giảm? Tại sao?
Hướng dẫn giải:
1. Tính hằng số cân bằng K của phản ứng:
CO2 (dd) + H2O (l) H+(dd) + HCO3- (dd) (1)
∆G pư = ∆G (H ) + ∆G (HCO3 ) - ∆G (CO2) - ∆G (H2O)
0 0 + 0 - 0 0
[H+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] (2). Vì [CO32-] rất nhỏ nên có thể bỏ qua.
Theo (1), K = [H+].[HCO3-] : [CO2] [HCO3-] = K[CO2] : [H+]
2/10 trang
Thay [HCO3-] vào (2) được [H+] = K[CO2]:[H+ ] + Knước : [H+]
hay [H+ ]2 = K[CO2 ] + Knước = 1,15.10-8 ´ 1,15.10-5 + 10-14
Tính ra: [H+] = 4,32. 10-7 pH = 6,37
3. Khi phản ứng hòa tan CO2 trong nước đạt đến trạng thái cân bằng, nếu nhiệt độ của hệ
tăng lên nhưng nồng độ của CO2 không đổi thì pH của dung dịch tăng hay giảm. Tại sao?
∆H0pư = ∆H0 (H+) + ∆H0 (HCO3-) - ∆H0 (CO2) - ∆H0 (H2O)
= 0,0 - 691,2 + 412,9 + 285,8 = 7,5 kJ/mol
Do ∆H0pư > 0, khi nhiệt độ tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, pH giảm.
Câu 4 (2 điểm).
Trong thực tế thành phần của quặng cromit có thể biểu diễn qua hàm lượng của
các oxit. Một quặng cromit chứa: 45,60% Cr2O3, 16,12% MgO và 7,98% Fe2O3. Nếu biểu
diễn dưới dạng các cromit thì các cấu tử của quặng này là: Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3
và CaSiO3.
1. Xác định thành phần của quặng qua hàm lượng của Fe(CrO2)2, Mg(CrO2)2, MgCO3 và
CaSiO3.
2. Nếu viết công thức của quặng dưới dạng xFe(CrO2)2.yMg(CrO2)2.zMgCO3.dCaSiO3 (x,
y, z và d là các số nguyên) thì x, y, z và d bằng bao nhiêu?
3. Khi cho một mẫu quặng này tác dụng với axit HCl thì chỉ có các chất không chứa crom
mới tham gia phản ứng. Viết các phương trình phản ứng ở dạng phân tử và dạng ion đầy đủ.
Hướng dẫn giải:
1. Giả sử có 100g mẫu quặng:
22,12% Fe(CrO2)2.
Khối lượng Cr trong Fe(CrO2)2:
38,68 % Mg(CrO2)2.
Khối lượng Mg trong Mg(CrO2)2:
3/10 trang
Khối lượng Mg trong mẫu quặng là:
16,75% MgCO3
22,45% CaSiO3
2. Tỉ lệ mol của các chất:
Bỏ qua sự phân li của nước, ta có: [H+] = [A-] và c (nồng độ mol của axit) = [A-] + [HA]
Thay [H+] = [A-] và [HA] = c - [H+] vào (2), ta được (3)
Khi pH = 1,70 thì [H+] = 10 -1,70 = 0,0200; Khi pH = 1,89 thì [H+] = 10 -1,89 = 0,0129
Thay các kết quả này vào (3) ta được hệ phương trình:
4/10 trang
2. Trong 1 lít dung dịch có 0,0545 mol axit và khối lượng của nó là:
1000ml × 1,000g/ml × 0,00373 = 3,73g
Khối lượng mol của axit là: = 68,4 g/mol.
Khối lượng hiđro trong 1 mol axit: m(H) = 0,0146 × 68,4g = 1,00 g (1 mol).
Khối lượng oxi trong 1 mol axit: m(O) = 0,4672 × 68,6g = 32,05 g (2 mol). Khối lượng
nguyên tố X chưa biết trong 1 mol axit:
m(X) = 68,4g – m(H) – m(O) = 68,4g – 1,00g – 32,05g = 35,6 g.
Một mol axit có thể chứa n mol nguyên tố X. Khối lượng mol nguyên tố X là 35,6/n g/mol.
Nếu n = 1 thì M(X) = 35,6 g/mol (X là Cl);
n = 2: M(X) = 17,8 g/mol (không có nguyên tố tương ứng);
n = 3: M(X) = 11,9 g/moL (C);
n = 4: M(X) = 8,9 g/moL (Be);
n = 5: M(X) = 7,1 g/moL (Li).
Hợp chất duy nhất có thể chấp nhận là HClO 2. Các axit HC3O2, HBe4O2 và HLi5O2
không có. Vậy 68,6 g/mol ứng với công thức HClO2.
Câu 6 (2 điểm).
A là một hợp chất của nitơ và hiđro với tổng số điện tích hạt nhân bằng 10. B là
một oxit của nitơ, chứa 36,36% oxi về khối lượng.
1. Xác định các chất A, B, D, E, G và hoàn thành các phương trình phản ứng:
A + NaClO X + NaCl + H2O ; A + Na 1:1 G + H2
X + HNO2 D + H2O ; G + B D + H2O
D + NaOH E + H2O
2. Viết công thức cấu tạo của D. Nhận xét về tính oxi hóa - khử của nó.
3. D có thể hòa tan Cu tương tự HNO3. Hỗn hợp D và HCl hòa tan được vàng tương tự
cường thủy. Viết phương trình của các phản ứng tương ứng.
Hướng dẫn giải:
- Giả sử hợp chất của N và H có công thức NxHy. Vì tổng điện tích hạt nhân của
phân tử bằng 10, mà N có Z = 7 và H có Z = 1 nên hợp chất A chỉ có thể là NH3.
- Oxit của N chứa 36,36% khối lượng là O do đó, nếu giả thiết rằng trong phân tử
B có 1 nguyên tử O (M = 16) thì số nguyên tử N trong phân tử là: N = 16(100-36,36) : 36,36x14 =
2
Như vậy B là N2O.
Các phản ứng hoá học phù hợp là:
2NH3 + NaClO N2H4 + NaCl + H2O
N2H4 + HNO2 HN3 + 2H2O
HN3 + NaOH NaN3 + H2O
2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2↑
NaNH2 + N2O NaN3 + H2O
Như vậy: A = NH3; B = N2O; D = HN3; E = NaN3; G = NaNH2.
2. Công thức cấu tạo của chất D (HN3 - axit hiđrazoic) là: H – N(-3) = N(+5) ≡ N(-3).
Trong phân tử HN3 vừa có N(+5) vừa có N(-3) nên nó vừa có tính oxi hoá, vừa có
tính khử.
Về tính oxi hoá nó giống với axit nitric HNO3 nên nó có thể hoà tan Cu theo phản ứng:
Cu + 3HN3 → Cu(N3)2 + N2 + NH3
Khi trộn với HCl đặc nó tạo thành dung dịch tương tự cường thuỷ (HNO 3 + 3HCl),
nên có thể hoà tan được vàng (Au) theo phản ứng:
5/10 trang
2Au + 3HN3 + 8HCl → 2H[AuCl4] + 3N2 + 3NH3
Câu 7 (2 điểm).
1. Khung cacbon của các hợp chất tecpen được tạo thành từ các
phân tử isopren kết nối với nhau theo quy tắc «đầu – đuôi». Ví
dụ, nếu tạm quy ước: (đầu) CH2=C(CH3)-CH=CH2 (đuôi) thì
phân tử -myrcen (hình bên) được kết hợp từ 2 đơn vị isopren.
Dựa vào quy tắc trên, hãy cho biết các chất nào sau đây là
α-Myrcen
tecpen và chỉ ra các đơn vị isopren trong khung cacbon của các
tecpen này.
2. Viết công thức cấu tạo của sản phẩm cuối (nếu có) từ các phản ứng sau:
Câu 8 (2 điểm).
Viết các phương trình phản ứng điều chế các hợp chất theo sơ đồ sau (được dùng
thêm các chất vô cơ và hữu cơ khác):
6/10 trang
Hướng dẫn giải:
Viết các phản ứng tổng hợp:
7/10 trang
Hướng dẫn giải:
1. a. Xác định công thức phân tử:
C = (81,04/12,00) = 6,75 ; H = (8,16/1,01) = 8,08 ; O = (10,8/16,0 = 0,675
C = 6,75/0,675 = 10 ; H = (8,08/0,675 ) = 12 ; O= 1 C10H12O
b. Viết công thức cấu trúc của anetol: Anetol làm mất màu nước brôm nên có liên kết
đôi; vì tồn tại ở dạng hai đồng phân hình học (liên kết đôi, π) và khi oxi hóa cho axit nên
có liên kết đôi ở mạch nhánh; vì chỉ cho 1 sản phẩm sau khi nitro hóa nên nhóm metoxi
ở vị trí 4 (COOH- nhóm thế loại 2, metoxi nhóm thế loại 1). Đó là axit 4-metoxi-3-
nitrobenzoic. Vậy anetol là:
Tên của anetol và tất cả các sản phẩm hữu cơ nêu trên theo danh pháp IUPAC:
(2) 2-Brom-1-(4-metoxiphenyl)-1-propanol; (3) Axit 4-metoxibenzoic;
(4) Axit 4-metoxi-3-nitrobenzoic;
d. Hai đồng phân hình học của anetol:
8/10 trang
Câu 10 (2,5 điểm).
1. Cho sơ đồ sau:
Viết công thức Fisơ của E và cho biết cấu hình tuyệt đối (R/S) của nó.
2. a. Từ một monosaccarit, hãy viết các phương trình phản ứng điều chế chất A và B:
b. Viết công thức Fisơ của các chất C và D trong dãy chuyển hóa sau:
3. Cho 3 dị vòng (hình bên). Hãy sắp xếp các dị vòng theo N
thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi; tăng dần tính bazơ của các
N N N
nhóm –NH. Giải thích.
H H H
Hướng dẫn giải: A B C
1. Các phương trình phản ứng:
9/10 trang
Điều chế B
3. a. So sánh nhiệt độ sôi: Nhiệt độ sôi phụ thuộc vào liên kết hiđro giữa các phân tử.
………………………………………….
10/10 trang