Đáp án đề thi học sinh giỏi quốc gia lần 2

Chia sẻ: Nguyễn Văn Quang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

192
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'đáp án đề thi học sinh giỏi quốc gia lần 2', tài liệu phổ thông, hóa học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đáp án đề thi học sinh giỏi quốc gia lần 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT NĂM 2011 ĐÁP ÁN ĐỀ THI CHÍNH THỨC Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ hai: 12/01/2011 (Gồm 06 trang) Câu 1 a) - Cấu tạo phân tử xitral tuân theo qui tắc isoprenoit: 1 (2,25 CH3-C=CH-CH2-CH2-C=CH-CH=O điểm) CH3 CH3 O - Hai đồng phân của xitral là: O Đồng phân a (E)-3,7-Đimetylocta-2,6-đienal Đồng phân b O (Z)-3,7-Đimetylocta-2,6-đienal O a và b là hai đồng phân hình học (cis/trans). b) Tách riêng hai đồng phân a và b: Xitral-a + Xitral-b H2NCONHNH2 NNHCONH2 + NNHCONH2 Xitral-b semicacbazon Xitral-a semicacbazon KÕt tinh ph©n ®o¹n Xitral-a semicacbazon Xitral-b semicacbazon + H3O+ H3O Xitral-a Xitral-b c) Công thức cấu tạo của A, B, C. Giải thích quá trình chuyển hóa tạo thành C: LiAlH4 H+ Xitral CH2OH CH2+ -H2O A 2 2 1 1 3 7 - H+ 7 4 6 6 B 5 C 5 Sơ đồ các phản ứng chuyển hóa từ A đến I và gọi tên các hợp chất hữu cơ: 2 (1,5 HI CH3OCH2CH2CH2CH3 CH3I + CH3CH2CH2CH2I + H2O điểm) A B Trang 1/6
NaOC2H5 CH3CH2CH2CH2I CH3CH2CH=CH2 + HI B C D + H3O C KMnO4 F E I (C11H24O) Mg HBr G H H3O+ CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CH(OH)CH3 D KMnO4 CH3CH2CH=CH2 CH3CH2COOH + HCOOH H+ E CH3CH2COOCH(CH3)C2H5 CH3CH2CH(OH)CH3 + CH3CH2COOH F HBr Mg CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CHBrCH3 C2H5CH(CH3)MgBr ete khan G H 1. + F CH3CH2C(OH)[CH(CH3)C2H5]2 I (C11H24O) H + 2. H2O, H A: Metyl iođua, B: n-Butyl iođua, C: But-1-en, D: sec-Butanol, E: Axit propionic, F: sec-Butyl propionat, G: 2-Brombutan, H: sec-Butylmagie bromua, I: Etyl đi-sec-butyl cacbinol. Chú ý: Nếu ở giai đoạn tạo G sử dụng HBr/peoxit (hiệu ứng Kharat) thì các sản phẩm sẽ là: G: n-BuBr, H: n-BuMgBr, I: EtC(OH)(n-Bu)2. 4-Metylxiclohexanon: không quang hoạt 3 (0,75 CH3 H điểm) H CH3 O O 3-Metylxiclohexanon: quang hoạt H CH3 O O CH3 H 2-Metylxiclohexanon: quang hoạt H CH3 * O O H* CH3 Trong môi trường bazơ tính quang hoạt của 2-metylxiclohexanon sẽ mất đi do sự raxemic hóa theo cơ chế sau đây: O O O- OH- - H2O CH3 H CH3 H-OH H CH3 OH- Câu 2 Sơ đồ chuyển hóa: 1 (1,5 COO- COOH C2H5 COOH COOH điểm) o C2H4 / H+ 1. KMnO4 / H2O, t HNO3 H2 / Ni Fe / HCl o + to t 2. H3O H2SO4 NH3+ NO2 NH2 D A C B So sánh nhiệt độ nóng chảy và so sánh lực axit của các chất A, B, C, D. Giải thích: Lực axit: B > A > C > D (C không ở dạng ion lưỡng cực, chỉ có D ở dạng ion lưỡng cực). Nhiệt độ nóng chảy: D > C > B > A. D ở dạng ion lưỡng cực, bị phân hủy trước khi Trang 2/6
nóng chảy ở nhiệt độ > 200 oC; B và C đều có khối lượng lớn hơn và nhiều liên kết hiđro liên phân tử hơn A nên tonc của C, B cao hơn của A. Mặt khác, nhóm NH2 ở C vừa làm tăng momen lưỡng cực, vừa tạo liên kết hiđro liên phân tử nhiều hơn so với nhóm NO2 ở B vì vậy tonc của C (178-180 oC) cao hơn của B (139-141 oC). 2 a) Công thức các đồng phân lập thể của cis-1-Đecyl-2-(5-metylhexyl)etilenoxit (hay (1,5 disparlure): điểm) CH2[CH2]8CH3 CH2[CH2]3CH(CH3)2 (CH3)2CH[CH2]3CH2 CH3[CH2]8CH2 H H H H O O (Đầu bài cho đồng phân cis nên chỉ vẽ 2 đối quang của nó như trên). b) Sơ đồ tổng hợp dispalure từ axetilen, các chất vô cơ, hữu cơ (chứa không quá 5 cacbon): BrCH2CH2CH2CH=CH2 HBr CH3[CH2]3CH2MgBr CH3[CH2]7CH=CH2 CH3[CH2]8CH2Br (A) ete Peoxit HBr BrCH2CH=CH2 (CH3)2CH[CH2]3CH2Br (B) (CH3)2CHCH2CH2CH=CH2 (CH3)2CHCH2MgBr Peoxit CH2[CH2]3CH(CH3)2 H2/Pd, PbCO3 NaNH2 A CH3[CH2]8CH2 C B NaC CH CH C D E H RCOOOH Disparlure 3 Xác định công thức lập thể của K, M, N và vẽ cấu dạng bền của K: (1,5 Dữ kiện của đầu bài cho phép xác định được cấu trúc của M, rồi suy ra cấu trúc của hợp điểm) phần gluxit trong K; N phải là một anken cấu hình trans vì phản ứng với KMnO4 cho sản phẩm là một cặp threo: OH OMe O O OH Me OH Me OH OH OMeOMe M H COOH C6 H 5 H C6 H 5 H C6 H 5 C CH KMnO4/H2O HC C COOH + C C H COOH OH HO OH HO N (cÆp threo, C9H10O4) Công thức lập thể của K: O OC H OH O CC α Me H C6H5 OH OH Cấu dạng bền của K: O OC H C C α Me O H C6H5 HO HO OH Trang 3/6
Câu 3 Sơ đồ chuyển hóa: 1 (2,0 O 2N H2N NN HO NO2 NO2 NO2 NO2 điểm) (NH4)2S/H2O H2O H+, oC NaNO2 / 0-5 (hoac Na2S/H2O) - N2 A B D C HO H3C O NO2 HO NH2 NH2 O O Zn / HCl O O NH O Ac2O D E F H3C G H3C H3C O O NH O O N Zn(Hg)/HCl CH3I 1.H+ / H2O HO N CH3 1:1 - CH3 2. OH H I J (C9H13ON) Giải thích cơ chế của các phản ứng: 2 (1,5 O O + a) OH O H điểm) H O O H+ OH O O H+ H H OH O COOH O H+ COOH COOH SP b) OH- H2O OH- - H2O - OH- O O O O O OH OH OH O OH - - - O O O O O O O - O O O- O O OH- H+ - H2O O O O- O- - - OOC OOC O O O O HOOC O O O Câu 4 1 O OCH3 Từ xiclohexen và 4-clorobutan-1-ol, tổng hợp (2,0 điểm) Trước hết phải tổng hợp chất trung gian xiclohexen-1-cacbanđehit từ xiclohexen: Br COOH MgBr COOH COOH HBr 1. CO2 Mg/ete Br2, xt 1. KOH / EtOH Br H3O+ 2. 2. H3O+ CH2OH COOH PCC CHO LiAlH4 COCl SOCl2 Xiclohexen-1-cacban®ehit LiAlH(OC4H9-t)3 Sau đó, từ xiclohexen-1-cacbanđehit và 4-clorobutan-1-ol tổng hợp chất mà đầu bài yêu cầu theo sơ đồ sau: O O Cl HO OH ClMg OH Mg/ete PCC O Cl Cl H+ O O CHO 1. O OCH3 O OH OH O CH3OH 2. H3O+ H+ Trang 4/6
2 Các tác nhân (a), (b), (c), (f), (g): (a): (CH3)2C=O/ H+ , (b): KMnO4 , (c): H2O/H2SO4 , (1,5 (f): C6H5NHNH2 (dư), (g): C6H5CH=O/ H+ điểm) Công thức lập thể của các hợp chất hữu cơ D-galactopiranozơ, A, B, F, H: OH OH OH OH 1 HO O 4 O 4 HO 1 OH OH OH OH CH3 CH3 CH3 CH3 O O O O O O O O CH3 CH3 O O O CH3 CH3 OH OH A B OH OH OH HO H OH HO HO HO CN OH N-NHC6H5 CN O OH H N-NHC6H5 OH O F H Câu 5 Phương trình các nửa phản ứng xảy ra trên catot và anot: 1 Các quá trình có thể xảy ra trên catot: (0,75 Cu2+ + 2e → Cu↓ (1) điểm) 2H+ + 2e → H2 Co2+ + 2e → Co↓ Quá trình xảy ra trên anot: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e (2) 2 0,0592 E 2+ = 0,337 + lg 0, 02 = 0,287 V (1,25 Cu /Cu 2 điểm) E 2+ = E 0 2+ = - 0,277 V Co /Co Co /Co 0,0592 lg (0, 01) 2 = - 0,118 V = E 2H + /H 2 2 nên thứ tự điện phân trên catot là: Cu2+, H+, Co2+. Vì E >E >E 2H + /H 2 Cu 2+ /Cu Co 2+ /Co Khi 10% Cu2+ bị điện phân, E = 0,285 V (khi đó H2 chưa thoát ra), nếu ngắt Cu 2+ /Cu mạch điện và nối đoản mạch 2 cực sẽ hình thành pin điện có cực dương (catot) là cặp O2/H2O và cực âm (anot) là cặp Cu2+/Cu. Phản ứng xảy ra: O2 + 4H+ + 4e → 2H2O trên catot: → Cu2+ + 2e trên anot: 2 × Cu 2Cu↓ + O2 + 4H → 2Cu2+ + 2H2O + Pin phóng điện cho tới khi thế của 2 điện cực trở nên bằng nhau. Để tách hoàn toàn được Cu2+ thế catot cần đặt là: E + < Ec < E 2+ . Khi Cu2+ bị 3 Cu /Cu 2H /H 2 (1,0 2+ -6 điện phân hoàn toàn thì [Cu ] = 0,02.0,005% = 1.10 M điểm) 0,0592 lg10−6 = 0,159 V E 2+ = 0,337 + Cu /Cu 2 [H+] = 0,01 + 2(0,02 - 10-6) ≈ 0,05 M 0,0592 lg (0, 05) 2 = - 0,077 V. = E+ 2H /H 2 2 Vậy trong trường hợp tính không kể đến quá thế của H2 trên điện cực platin thì thế catot cần khống chế trong khoảng - 0,077 V < Ec < 0,159 V, khi đó Cu2+ sẽ bị điện phân hoàn toàn. Trang 5/6
4 0,5.25.60 = 1,943.10–3 (mol). Từ (2) ta có số mol của oxi giải phóng ra: n O2 = (1,0 4.96500 điểm) Thể tích khí oxi thoát ra trên anot (đktc) là: VO2 = 1,943.10–3.22,4 = 0,0435 (L). Theo (1), số mol ion đồng bị điện phân sau 25 phút: 0,5.25.60 = 3,886.10–3 (mol) < 0,02.200.10–3 = 4.10–3 (mol). n Cu 2 + = 2.96500 Như vậy Cu2+ chưa bị điện phân hết. Nồng độ Cu2+ còn lại là: (4.10-3 - 3,886.10-3 ). 1000 [Cu2+] = = 5,7.10–4 (M) 200 0,0592 lg (5,7.10-4 ) = 0,24 (V). = 0,337 + Khi đó thế catot Ec = E 2+ Cu /Cu 2 ----------- HẾT ----------- Trang 6/6