Đề thi HSG Hóa học 11 Trường THPT Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm - Quảng Nam

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN
ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI
KHU VỰC DUYÊN HẢI, ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ LẦN THỨ XV TRƯỜNG THPT CHUYÊN
MÔN THI: HOA – KHỐI 10 NGUYỄN BỈNH KHIÊM Ngày thi 16/07/2024
Thời gian làm bài 180 phút ĐỀ THI ĐỀ XUẤT
(Đề này có 5 câu; gồm 01 trang)
ĐỀ ĐỀ NGHỊ HÓA HỌC 11 Câu Nội dung Điểm 1 Động học phản ứng 2,5 2
Cân bằng và phản ứng trong dung dịch. Pin điện – Điện phân 2,5 3
Nhiệt động học và cân bằng hóa học 2,5 4
Hóa nguyên tố. Phức chất 2,5 5 Đại cương hữu cơ 2,5 6
Sơ đồ tổng hợp hữu cơ. Cơ chế phản ứng hữu cơ. 2,5 7
Xác định cấu trúc các chất hữu cơ 2,5 8
Hóa học các hợp chất thiên nhiên (cacbohidrat và các hợp chất hữu 2,5
cơ chứa nitrogen đơn giản)
Câu 1. Động học phản ứng
1.1. Sunfuryl clorua (SO2Cl2) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Sunfuryl clorua là một chất lỏng, không
màu, có mùi cay, sôi ở 70oC. Khi nhiệt độ tăng trên 70oC, nó sẽ phân hủy tạo thành SO2(g) và Cl2(g) theo phản ứng: SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g)
Một bình kín thể tích không đổi chứa SO2Cl2(g) được giữ ở nhiệt độ 375 K. Quá trình phân hủy SO2Cl2(g) được
theo dõi bằng sự thay đổi áp suất trong bình. Kết quả thu được như sau:
a) Chứng tỏ rằng phản ứng phân hủy SO2Cl2(g) là phản ứng bậc 1. Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 375 K.
b) Nếu phản ứng trên được tiến hành ở 385 K, áp suất của bình sau 1 giờ là 1,55 atm. Tính năng lượng hoạt hóa
của phản ứng phân hủy trên.
a) Nếu phản ứng SO2Cl2(g)  SO2(g) + Cl2(g) là phản ứng bậc 1 thì ta có:
Thay vào biểu thức tính k ta được:
Nhận xét: Các giá trị hằng số tốc độ k1, k2, k3 và k4 khác nhau không đáng kể do sai số thực
nghiệm. Vậy giả thiết phản ứng bậc 1 là đúng:
b) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng:
Ở 385K, Ptổng = 1,55 atm  1,55 = 1 + x và x = 0,55 atm.
Ta có: PSO2Cl2 = 1 – 0,55 = 0,45 atm.
Sử dụng phương trình Arrhenius:
Câu 2. Cân bằng và phản ứng trong dung dịch. Pin điện – Điện phân
2.1. Pin điện hóa sau đây dựa trên phản ứng ở pha rắn và hoạt động thuận nghịch ở 1000K dưới dòng khí O2. Các
ion F- khuếch tán thông qua CaF2(s) ở 1000K.
− MgF2(s), MgO(s) | CaF2(s) | MgF2(s), MgAl2O4(s), Al2O3(s) + Các nửa phản ứng:
Ở điện cực âm: MgO(s) + 2F- → MgF2(s) + ½ O2(g) + 2e
Ở điện cực dương: MgF2(s) + Al2O3(s) + ½ O2(g) + 2e → MgAl2O4(s) + 2F-
a) Viết phương trình Nernst cho mỗi nửa pin. Viết phương trình phản ứng tổng cộng khi pin hoạt động và
phương trình Nernst của nó. Coi áp suất O2(g) là như nhau ở hai điện cực. Nồng độ của ion F- là bằng nhau ở hai
điện cực và được duy trì bởi dòng khuếch tán ion F- thông qua CaF2(s).
b) Tính ∆Go của phản ứng (ở 1000K) biết rằng, Eo (ở 1000K) của phản ứng là 0,1529V.
c) Sức điện động chuẩn của pin trong khoảng nhiệt độ từ 900K đến 1250 K là:
Giả thiết ∆Ho và ∆So là hằng số, tính các giá trị này.
2. Giá trị Eo cho các bán phản ứng của các ion sắt và ion xeri (Ce) như sau: Fe3+ + e → Fe2+ Eo +0,77V Ce4+ + e → Ce3+ Eo = +1,61V
Hai chất chỉ thị sau được dùng để xác định điểm tương đương trong các phép chuẩn độ oxy hóa – khử:
Di-bolane (Dip): Inox + 2e → Inkh ; Eodip = +0,76V (Tím) (Không màu)
p-nitro-di-bolane(pn): Inox + 2e → Inkh ; Eopn = +1,01V (Tím) (Không màu)
Cả hai chất chỉ thị trên đều đổi màu khi tỉ lệ nồng độ [Inox]/[Inkh] = 10. Bằng tính toán, cho biết chất chỉ thị nào
ở trên thích hợp cho phép chuẩn độ Fe3+ bằng Ce4+.
1. a) Các nửa phản ứng theo đầu bài: 0,5
Ở điện cực âm: MgO(s) + 2F- → MgF2(s) + ½ O2(g) + 2e
Ở điện cực dương: MgF2(s) + Al2O3(s) + ½ O2(g) + 2e → MgAl2O4(s) + 2F-
Phản ứng tổng cộng: Al2O3(s) + MgO(s) ⇌ MgAl2O4(s)
Phương trình Nernst cho mỗi nửa tế bào và phương trình tổng cộng khi pin hoạt động:
Ký hiệu (1), (2) chỉ các nửa phản ứng ở điện cực (+) và (-) tương ứng trong pin. 0.5
Phương trình Nernst cho phản ứng tổng cộng:
Do nồng độ của F- và áp suất của O2 là như nhau cho cả hai điện cực của pin nên từ
phương trình trên ta có E(pin) = Eo+ - Eo- = Eopin = 0,1529V. 0.5 Với di-Bolane 0.5