Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh - Môn Hóa 12

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh - Môn Hóa 12

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT - NĂM HỌC 2006-2007 ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( vòng 2 ) Thời gian làm bài : 150 phút Bài 1: (4,75 điểm) 1. Tìm các dạng liên kết hydro trong hỗn hợp sau: Etanol, phenol và nước. Dạng liên kết hydro nào bền nhất, kém bền nhất? Giải thích. 2. Khi trùng hợp isopren người ta thấy tạo thành 4 loại polyme, ngoài ra còn có một vài sản phẩm phụ trong đó có chất X, khi hydro hóa hoàn toàn X thu được Y (1-metyl-3- isopropyl xiclohexan). Hãy viết công thức cấu tạo của 4 loại polyme và các chất X, Y. 3. Xác định cấu tạo hợp chất C10H10 (A) mà khi oxi hóa chỉ cho một axit CH(CH2COOH)3 (B). Bài 2: (3,25 điểm) 1. Hydrocacbon X mạch thẳng có m C :m H = 36 :7. Xác định cấu tạo của X và hoàn thành dãy chuyển hóa sau: +H , Ni +KMnO ,H+ X Y Z phenol 2 A+CuO B 4 D Tơ nilon 6,6. t0 t0 2. Một mol tripeptit X bị thủy phân hoàn toàn cho 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol NH3. X chỉ có một nhóm COOH tự do và không phản ứng với 2,4-dinitroflobenzen. Ala được tách ra đầu tiên khi tác dụng với cacboxypeptidaza. Lập luận xác định cấu trúc của X. Bài 3: (4,25 điểm) 1. Từ axetylen và các chất vô cơ cần thiết khác hãy điều chế: Axit 2,4-diclophenoxi axetic; Axit p-isopropylbenzoic; axit axetyl salixylic (Aspirin). 2. Từ hợp chất ban đầu 3,4- (CH3O)2C6H3CH2Cl và các chất vô cơ cần thiết khác hãy tổng hợp papaverin (C20H21O4N) có công thức cấu tạo sau: N OCH3 CH3O CH3OCH2 OCH3 Bài 4: (3,25 điểm) A là một hydrocacbon thu được khi chế biến dầu mỏ. Ankyl hóa A bằng isobutan có mặt AlCl3 (xt) tạo thành B. Thành phần % hydro trong A ít hơn trong B là 1,008%. Trong điều kiện của phản ứng Rifominh, A được chuyển hóa thành D, D không tác dụng với nước brom, nhưng D tác dụng với hỗn hợp HNO3 đậm đặc và H2SO4 đậm đặc sinh ra chỉ một dẫn xuất nitro E, D hydro hóa cho ra K và có thể bị oxi hóa bởi KMnO4 dư trong môi trường H2SO4 tạo ra axit F. Nung chảy muối natri của F với NaOH rắn sinh ra G, G có thể bị hydro hóa thành H. Các hydrocacbon A, H, K có thành phần % nguyên tố như nhau. Ozon phân A thu được một hỗn hợp sản phẩm trong đó có C3H6O (M) tham gia phản ứng với iot trong dung dịch NaOH đun nóng sinh ra kết tủa màu vàng có mùi hắc khá đặc trưng. Hãy xác định công thức phân tử của A, B và công thức cấu tạo các sản phẩm được kí hiệu bằng chữ từ A đến M. Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra. Biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Bài 5: (4,5 điểm)
2. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GI ỎI TỈNH THỪA THIÊN HUẾ KHỐI 12 THPT - NĂM HỌC 2006-2007 HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC ( vòng 2 ) Thời gian làm bài : 150 phút Bài 1: 4,75 điểm 1. 1,5điểm 2. 2điểm 3. 1,25điểm 1. Có 9 dạng liên kết Hydro giữa C2H5OH, C6H5OH và H2O 0,5đ I. O-H O-H II. O-H O-H III. O-H O-H C2H5 C2H5 C6H5 C6H5 H H IV. O-H O-H V. O-H O-H VI. O-H O-H C2H5 C6H5 C6H5 C2H5 C2H5 H VII. O-H O-H VIII. O-H O-H IX. O-H O-H H C H C H H H C H 2 5 6 5 6 5 Dạng bền nhất: V Dạng kém bền nhất: IV Giải thích: Liên kết hidro càng bền khi mật độ điện tích trên các nguyên tử tham gia 1đ liên kết càng lớn. Dạng V bền vững nhất do C6H5- hút e nên nguyên tử O trong - C6H5OH có điện tích âm (δ ) nhỏ nhất và nguyên tử H trong nhóm -OH của phenol + có có điện tích dương (δ ) lớn nhất. Ngược lại, trong C2H5OH do C2H5- đẩy e nên - nguyên tử O trong C2H5OH có điện tích âm (δ ) lớn nhất và nguyên tử H trong + nhóm -OH của C2H5OH có điện tích dương (δ ) nhỏ nhất. 2. Công thức isopren: CH2=C(CH3)CH=CH2 CH3 CTCT 4 polime: - Trùng hợp 1,2 - CH2-C - CH=CH2 n - Trùng hợp 3,4 -CH-CH2- C=CH 2 1,25đ CH3 n - Trùng hợp 1,4 -H2C CH2- -H2C H C = C C = C H3C H n H3C CH2- n dạng cis- dạng trans- CH3 CTCT Y: H 3 C CH- C H3 Vậy X đi từ 2 phân tử isopren và có 2 liên kết đôi. Quá trình tạo X. 0,75đ CH2 CH3 CH2 CH3 H3C- C + CH-C=CH2 H3C- C CH-C=CH2 CH=CH2 CH2 HC CH2 Cộng hợp 1,4 Cộng hợp 3,4 CH2 (X) 3. (A) C10H10 có độ chưa no bậc 6 tương ứng với hợp chất có 3 liên kết 3 để có thể 0,75đ oxi hóa cho triaxit (B). (B) kém hơn (A) 3C nên 3 nối ba ở cuối mạch cho 3 mol CO2 khi oxi hóa. CTCT A: HC ≡ C-CH2-CH-CH2-C ≡ CH 0,5đ CH2-C ≡ CH
3. Bài 2: 3,25 điểm 1. 2,25điểm 2. 1điểm 1. Đặt CTTQ X: CxHy , ta có tỷ lệ: nC : nH = 36/12: 7/1 = 3 : 7. Vậy CT nguyên: (C3H7)n ⇔ X: C3nH7n Ta có đk: y ≤ 2x+2 ⇔ 7n ≤ 6n + 2 ( n số chẵn) ⇒ n = 2 0,75đ Vậy CTPT X: C6H14 , CTCT X: CH3(CH2)4CH3 (n-hexan) CH3 0 CH2 CH3 xt, t 0,25đ n + 4H CH CH p 2 2 2 CH2 Cl +Cl2,Fe + HCl (1:1) Cl OH + NaOH + NaCl 0,5đ OH OH Ni,t0 + 3H 2 OH O Ni, 0t0 0,25đ + CuO t + Cu + H O 2 O 0,25đ + 6KMnO + 9H SO 5HOOC(CH ) COOH 5 4 2 4 2 4 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 9H2O 0 0,25đ n HOOC(CH ) COOH + n H N(CH ) NH xt, t 2 4 2 2 6 2 p - OC(CH ) CONH(CH ) NH - + (2n -1)H O 2 4 2 6 n 2 2. X là một aminoaxit Glu-Glu-Ala vì cacboxypeptidaza giải phóng ra Ala nên cuối 0,5đ mạch chứa nhóm -COOH. Hai aminoaxit Glu. Glu ở giữa chứa nhóm -CONH2 dễ tách NH3 khi thủy phân, còn Glu cuối mạch có nhóm- NH2 tương tác với nhóm - COOH cho lactam nên không còn -NH2. Vậy cấu trúc của X. CH CONH 2 2 H O H CH CH H 2 3 0,5đ N C C N CH CO NH CHCOOH O=C CH 2 CH 2 Bài 3: 4,25 điểm 1. 3,25điểm 2. 1điểm 1. 2+ Hg 1đ CH CH + H2O 0 CH3CHO 80 C Mn2+ CH3CHO +1/2O2 CH3COOH t0C CH3COOH +PCl5 CH3COCl +HCl + POCl3 NH4Cl,CuCl CH CH CH2=CH-C CH 4500C Ni, t0 CH2=CH -C CH + 3H2 nC4H10
4. 0, nC H t xt CH + CH -CH=CH 4 10 p 4 3 2 as CH3COOH + Cl2 CH2ClCOOH + HCl 1:1 C 3CH CH 0 600 C +P2O5 2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O * Điều chế: Axit 2,4-điclophenoxi axetic 0,75đ Cl OH OH +Cl2,Fe +NaOH +2Cl2,Fe Cl +ClCH2COOH + NaOH (1:1) Cl O-CH2COONa O-CH2COOH Cl +HCl Cl Cl Cl * Điều chế: Axit p-isopropylbenzoic 0,75đ CH(CH3)2 COCH3 COCCl3 +CH CH=CH +CH COCl +3Cl +3NaOH 3 2 3 2 AlCl AlCl 3 3 CH(CH ) CH(CH3)2 3 2 COONa COOH +NaOH +HCl -CHCl3 CH(CH3)2 CH(CH3)2 * Điều chế: Aspirin 0,75đ OH ONa COOH COOH 0 +NaOH +CO2, 150 ,p OH +(CH3CO)2O OCOCH3 + + H H2SO4 1đ CH CN CH2Cl 2 + KCN + KCl OCH3 OCH3 OCH3 OCH3 (A) CH2CN CH2CH2NH2 Pt, t0 +2H2 OCH3 OCH3 OCH OCH 3 3 (B) CH2CN CH2COOH + +H3O + + NH4 0 OCH3 t OCH3 OCH3 OCH3 (C) CH2COOH CH2COCl 1000 + PCl + POCl + HCl 5 3 OCH OCH 3 3 OCH3 OCH3 (D)
5. CH COCl 2 CH2CH2NH2 + NH + HCl OCH OCH 3 OCH3 CH3O O=C 3 OCH3 OCH3 CH3O CH2 - OCH (D) (B) (E) 3 P2O5 NH N OCH 3 CH3O O=C OCH3 CH3O CH O CH O CH2 - OCH3 3 CH2 - OCH3 3 (F) N OCH N OCH3 CH O 3 Pd-C CH3O 3 0 CH - OCH 190 CH3O CH2 OCH3 CH3O 2 3 (F) Bài 4: 3,25 điểm Do A khi ankyl hóa bằng ankan ( CH3)3CH tạo B. Chứng tỏ A là anken. 1,5đ Đặt CTTQ A: CnH2n (n ≥ 2) AlCl3 CnH2n + C4H10 Cn+4H2n+10 2n 100 2n +10 %H (A) = .100 = % ; %H (B) = .100% 14n 7 14n + 58 Theo gt, ta có: %H (A) + 1,008% = %H (B) 2n +10 1 ⇔ . 100 − 100 = 1 , 008 ⇒ n = 8 . Vậy A: C8H16 và B: C12H26 14n + 58 7 - Quá trình Rifominh từ dầu mỏ cho A và A chuyển thành D. Suyra D là aren. Dựa vào các điều kiện của bài toán ta có thể suyra CTCT các hợp chất. ptpư: 1,75đ AlCl H C-C=CH-CH -CH-CH + CH(CH ) 3 (CH ) CH-CH-CH -CH(CH ) 3 2 3 3 3 3 2 2 3 2 CH3 CH3 C(CH3)3 (A) NO (B) 2 H2SO4dd H3C CH3 + HNO3 dd H3C+CH3 H2O (D) (E) Ni,t0 H3CCCH3 + 3H2 H3C H3 (K) CH3 COOH 55 + 12KMnO + 18H SO + 6K SO + 12MnSO +28H O 4 2 4 2 4 4 2 (F) CH3 COOH COOH COONa +2NaOH +2H O 2 COOH COONa COONa t0 +2NaOH(r) +2Na2CO3 COO N a (G) Ni. t0 +3H 2 (H)
6. H C-C=CH -CH -CH -CH +O3 phân H C-CH -CH -CHO + H C -CO - CH 3 2 3 3 2 3 3 CH CH (M) 3 3 CH3 H 3 C -CO - C H 3 + 3I 2 + 4N aO H CH 3 C OONa + 3 N a I + C H I 3 + 3H 2 O Bài 5: 4,5 điểm 1. 2,25 điểm 2. 2,25 điểm 1. Đặt CTTQ E: CxHyOz n CO 2 = 0,12mol ⇒ mC = 1,44gam; m H = 0,14gam ⇒ m O = 0.96gam. Ta có tỷ lệ: x: y: z = 6:7:3 ⇒ CTN E: (C6H7O3)n Theo gt: n E : nNaOH = 1: 3. Vậy E có 3 chức este, Suyra E có 6 ngtử oxi (n = 2). / Vậy CTPT E: C12H14O6. ( M= 254). Vậy E: (RCOO)3 R / / pt: (RCOO)3R + 3NaOH 3RCOONa + R (OH)3 (1) Từ (1) n / = n / = 0,1 mol R (OH)3 (RCOO)3R / n CO = 0,3mol . Do tỷ lệ n R / (O H ) : n = 1:3. Vậy R có 3 ngtử C. 2 3 CO2 1,25đ Vậy CTCT Rượu: CH2OH-CHOH-CH2OH ( Glyxerin) Ta có: m RCOONa = 254.0,1 +12 - 0,1.92 = 28,2gam Từ (1): M RCOONa = 28,2/0,3 = 94 ⇒ R = 27 ( C2H3-) 1,25đ Vậy CTCT E: CH2=CH-COOCH2 CH2=CH-COOCH CH2=CH-COOCH2 (có thể giải cách khác nhanh hơn) 2.CTCT A: CH2=CH-COOH (x mol), 2 đồng phân đơn chức là este : 2 đồng phân: HCOOCH=CH2 (y mol); este vòng H2C-C=O (z mol) H2C-O CH2=CH-COOH + NaOH CH2=CH-COONa + H2O (2) 1đ HCOOCH=CH2 + NaOH HCOONa + CH3CHO (3) H2C-C=O + NaOH HOCH2-CH2-COONa (4) H2C-O Hỗn hợp hơi (D): CH3CHO, H2O(h). CH CHO+2AgNO +2NH +H O CH COONa +2Ag +2NH NO (5) 3 3 3 2 3 4 3 Chất rắn (B): CH2=CH-COONa; HCOONa; HOCH2-CH2-COONa t0 CH2=CH-COONa + NaOH (r) CH2=CH2 + Na2CO3 (6) t0 HCOONa + NaOH (r) H2 + Na2CO3 (7) t0 HOCH2-CH2-COONa + NaOH CH3-CH2-OH + Na2CO3 (8) Hỗn hợp hơi (F): C2H4; H2, C2H5OH (G) Ni. t0 Hỗn hợp (N) : C2H4 + H2 C2H6 (9) (G) : 2C2H5OH + 2Na 2C2H5ONa + H2 (10) 1 21,6 Từ (3,5): y = = 0,1mol ; Từ (3,7): n H = 0,1mol 2 108 2 1,12 Từ (9). Độ giảm = = 0 , 05 mol = n H (pứ) 22,4 m m 2 M = 8.2 = 16 = P = N ( do m = m ) p n n P N P P Ta có: nP = n N - 0,05 = x + 0,1 - 0,05 = (x + 0,05) mol; mN = (28x + 0,2)gam 28x + 0,2 Suyra M = = 16 ⇒ x = 0,05 mol P x + 0,05 1,12 Từ (4,8,10): z = 2 = 0 , 1 mol . Vậy: x = 0,05mol (m CH 2 = C H C OOH = 3,6 gam) 1,25đ 22 , 4 y = 0,1mol (m = 7,2 gam) HCOOCH=CH2 z = 0,1mol (m CH 2 -C=O = 7,2 gam) CH2-O Chú ý: * - Thiếu cân bằng hoặc thiếu điều kiện trừ ½ điểm của 1 phương trình. - Thí sinh có thể giải theo hướng khác nhưng đúng vẫn cho điểm tối đa.