Đề thi HSG Hóa học 11 Trường THPT Chuyên Quảng Ninh

HỘI CÁC TRƯỜNG CHUYÊN ĐỀ ĐỀ XUẤT VÙNG DH VÀ ĐBBB
MÔN HÓA HỌC - KHỐI 11 Ngày thi:
Thời gian làm bài: 180 phút ĐỀ ĐỀ XUẤT
Câu 1. (2,5 điểm) Động học phản ứng
1.1. Nghiên cứu phản ứng phân hủy chlorine dioxide trong môi trường kiềm:
2ClO2 + 2OH- → ClO2- + ClO3- + H2O
Các số liệu thực nghiêm thu được ở bảng sau:
Thí nghiệm [ClO2]o, mol/L [OH-]o, mol/L Tốc độ đầu, mol/(L.s) 1 0,005 0,010 5,75 x 10-5 2 0,010 0,010 2,30 x 10-4 3 0,010 0,005 1,15 x 10-4
a) Xác định bậc riêng phần của ClO2, OH-. Viết biểu thức tốc độ phản ứng.
b) Xác định hằng số tốc độ của phản ứng (1) và cho biết đơn vị của hằng số tốc độ phản ứng.
c) Tính thời gian để nồng độ ClO2 giảm đi một nửa khi pha loãng 10 lần dung dịch chứa
ClO2 bão hòa trong nước và NaOH 1M. Độ tan của ClO2 trong nước là 0,8 g/L.
1.2. Trong dung dịch nước, ester ethyl 2-aminoacetate có thể tồn tại đồng thời ở hai
dạng: Dạng trung hòa NH2CH2COOCH2CH3 (E) và dạng proton hóa
NH3+CH2COOCH2CH3 (HE+) nằm cân bằng với nhau theo phương trình: 1 k + E + H O HE + OH    pK = 6,3 (1) - nhanh 2 k1
Trong môi trường kiềm, hai dạng này bị thủy phân theo 2 phản ứng sơ cấp sau:  2 E + OH k  sản phẩm (2) – chậm +  k3
HE + OH  sản phẩm (3) – chậm
Thực nghiệm cho biết phản ứng thủy phân ethyl 2-aminoacetate trong môi
trường kiềm ở pH không đổi có bậc 1 với este và bậc 1 với OH–.
a) Hãy thiết lập biểu thức tính hằng số tốc độ k toàn phần của phản ứng thủy phân este
trong dung dịch kiềm. Từ biểu thức nhận được, đề xuất phương pháp thực nghiệm để
xác định k2 và k3. 1
b) Khi có mặt một ion kim loại chuyển tiếp M2+ (đóng vai trò chất xúc tác) sẽ xuất
hiện thêm một phản ứng thủy phân (4), đây cũng là phản ứng sơ cấp:  2 k4 2 E + OH + M 
 M + sản phẩm (4)
Thiết lập biểu thức tính hằng số tốc độ k toàn phần của phản ứng thủy phân este
trong trường hợp này và đề xuất phương pháp thực nghiệm để xác định k4.
Câu 2. (2,5 điểm) Cân bằng và phản ứng trong dung dịch. Pin điện – Điện phân
2.1. Trộn 10,0 mL dung dịch CH3COOH 0,080M với 10,0 mL dung dịch Na3PO4
0,020M được dung dịch A. Dung dịch B là (NH4)2S 0,050M.
a) Xác định pH của các dung dịch A và B.
b) Thiết lập pin điện được ghép bởi điện cực hiđro nhúng vào dung dịch A và điện cực
hiđro nhúng vào dung dịch B. Tính Epin.
c) Viết các quá trình xảy ra trên từng điện cực và phản ứng xảy ra trong pin khi pin hoạt động.
Cho biết: P = 1 atm; NH H
4+ có pKa = 9,24; H2S có pKa1 = 7,02; pKa2 = 12,90; 2
CH3COOH có pKa = 4,76; H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32.
2.2. Để xác định lượng axit maleic trong một mẫu phân tích, người ta hút 10,00 mL
dung dịch phân tích cho vào bình nón. Thêm 2 giọt methyl orange. Chuẩn độ hỗn hợp
thu được đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu vàng (pH = 4,00), hết 5,02
mL dung dịch NaOH 1,00 M. Nếu thay chất chỉ thị methyl orange bằng phenolphtalein
thì khi chuẩn độ dung dịch phân tích bằng NaOH 1,00 M đến khi dung dịch có màu đỏ
tía (pH = 9,80) thì hết 10,03 mL NaOH.
a) Tính nồng độ axit trong dung dịch phân tích.
b) Nếu thay maleic acid bằng fumaric acid (trans-butendioic acid) cùng nồng độ thì
có sử dụng 2 chất chỉ thị trên để chuẩn độ fumaric acid bằng dung dịch NaỌH 1,00 M
như chuẩn độ maleic acid được không? Vì sao?
c) Cho biết sự khác nhau về đường cong chuẩn độ 2 axit trên. Cho biết: pKa của
maleic acid là 1,8 và 6,1; pKa của fumaric acid là 3,1 và 4,5.
Câu 3. (2,5 điểm) Nhiệt động học và cân bằng hóa học
3.1. Tính biến thiên entropy (S) trong quá trình đông đặc của benzen dưới áp suất
1atm đối với hai trường hợp sau: 2
a) Đông đặc ở nhiệt độ +5oC;
b) Đông đặc ở nhiệt độ -5oC;
Cho nhiệt độ đông đặc của benzen là +5oC, entanpy nóng chảy Hnc = 9,916 kJ mol-1,
nhiệt dung Cp (benzen lỏng) = 126,8 J mol-1K-1, Cp (benzen rắn) = 122,6 J mol-1K-1.
Trong mỗi trường hợp, hãy sử dụng biến thiên entropy (với độ chính xác 2 số sau dấu
phẩy) làm tiêu chuẩn để xét chiều của quá trình và điều kiện cân bằng của hệ.
3.2. Xét cân bằng: N2O4(k)     2NO2(k)
a) Một lượng khí N2O4 được đặt trong một xilanh ở nhiệt độ T1 = 250C. Sau khi cân
bằng được thiết lập, áp suất chung của hệ là 1,5 atm và có 16% số mol của N2O4 bị
phân hủy thành NO2. Tính áp suất ban đầu của N2O4 và Kp của phản ứng phân hủy ở 250C.
b) Nếu nhiệt độ vẫn giữ ở 200C nhưng tăng dần thể tích của xilanh cho tới khi áp suất
chung của hệ bằng 1 atm. Tính áp suất cân bằng của NO2 và N2O4 trong điều kiện này.
c) Tính phần trăm số mol của N2O4 đã bị phân hủy ở trạng thái cân bằng mới (áp suất chung là 1atm, 250C).
d) Cho sinh nhiệt tiêu chuẩn ở 298K của N2O4(k) bằng 9,2 kJ/mol và của NO2(k) bằng
33,2 kJ/mol. Tính S0 phản ứng và nhiệt độ T2 để phản ứng phân hủy N2O4 có hằng
số cân bằng Kp bằng 1. Coi H0pư và S0pư không phụ thuộc nhiệt độ.
Câu 4. (2,5 điểm) Hóa nguyên tố. Phức chất
4.1. Sục khí (A) vào dung dịch (B) có màu nâu vàng thu được chất rắn (C) màu vàng
và dung dịch (D). Khí (X) có màu vàng lục tác dụng với khí (A) tạo ra (C) và (F). Nếu
(X) tác dụng với khí (A) trong nước tạo ra (Y) và (F), rồi thêm BaCl2 vào dung dịch
thì có kết tủa trắng. Khí (A) tác dụng với dung dịch chất (G) là muối nitrat kim loại tạo
ra kết tủa (H) màu đen. Đốt cháy (H) bởi oxi ta được chất lỏng (I) màu trắng bạc. Xác
định A, B, C, F, G, H, I, X, Y và viết phương trình hóa học của các phản ứng.
4.2. a) Phức chất A là phức chất của Pt(II), có cấu trúc vuông phẳng, chứa Pt, NH3 và
Cl với % khối lượng lần lượt là 65,00%; 11,33% và 23,67%. Viết công thức cấu trúc
của phức chất thỏa mãn điều kiện trên, biết phân tử khối của A nhỏ hơn 1000.
b) Khi cho phức chất cis-[Pt(NH3)2Cl2] (cấu trúc vuông phẳng) tương tác với
tetrametylen điamin (tetraen) người ta tách ra được một phức chất 2 nhân B của Pt(II)
có công thức [Pt2Cl4(NH3)2(tetraen)] (B). Kết quả thử nghiệm cho thấy chất B có khả 3
năng kháng tế bào ung thư cao. Viết công thức cấu tạo, mô tả sự hình thành liên kết
(theo thuyết VB) trong phức chất B.
c) Khi nghiên cứu cơ chế phản ứng thế phối tử trong phức chất vuông phẳng người ta
nhận thấy rằng tốc độ thay thế phối tử X bởi một phối tử Y chịu ảnh hưởng của phối tử
Z (Z nằm ở vị trí trans so với X). Nếu Z càng hoạt động về ảnh hưởng trans thì X càng
linh động và càng dễ bị thế. Z L Z L Pt + Y Pt + X L X L Y
Từ K2[PtCl4], viết sơ đồ điều chế phức chất cis và phức chất trans-[Pt(C2H4)(2-
ampy)Cl2] (trong đó 2-ampy là 2-aminopiriđin). Biết thứ tự ảnh hưởng trans của các
phối tử: C2H4 > Cl- > 2-ampy. Trong phức chất trên, nguyên tử kim loại trung tâm Pt
liên kết với phối tử 2-aminopiriđin qua nguyên tử nitơ nào? Giải thích.
Cho biết: Cấu hình electron của Pt: [Xe]4f145d96s1
Câu 5. (2,5 điểm) Đại cương hữu cơ
5.1. Quá trình brom hoá của ketone được minh hoạ dưới đây tạo sản phẩm axial bromo
ketone là sản phẩm chính. Giải thích nguyên nhân?
5.2. Cyclohexan-1,2,3,4,5,6- hexaol ( hay myo-inositol) được sử dụng để điều trị bệnh
đa nang buồng trứng ở phụ nữ, góp phần tăng khả năng thụ thai. Trên phổ H-NMR
( tần số máy đo 600 MHz và dung môi là D2O), chỉ có 4 tín hiệu như sau: 4