Hướng dẫn chấm đề thi chính thức môn Hóa học - Kỳ thi chọn học sinh giỏi quốc gia THPT năm 2015 - Ngày thi thứ nhất

trang 1/9

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA THPT NĂM 2015

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn: HOÁ HỌC Ngày thi thứ nhất: 08/01/2015

I. Hướng dẫn chung 1. Cán bộ chấm thi chấm đúng như Hướng dẫn chấm, đáp án, thang điểm của Bộ Giáo dục và Đào tạo. 2. Đối với câu, ý mà thí sinh có cách trả lời khác so với đáp án nhưng đúng thì vẫn cho điểm tối đa của câu, ý đó theo thang điểm. 3. Cán bộ chấm thi không quy tròn điểm thành phần, điểm từng câu, điểm của bài thi và tổng điểm hai bài thi của thí sinh. II. Hướng dẫn cụ thể Câu I (3,0 điểm) 1. Cho chất N≡SF3 lỏng tác dụng với [XeF][AsF6], thu được sản phẩm là [F3SN-XeF][AsF6] (1). Ở trạng thái rắn, khi bị đun nóng, (1) chuyển thành [F4SN-Xe][AsF6] (2). Phản ứng của (2) với HF, thu được sản phẩm [F5SN(H)-Xe][AsF6] (3), [F4SNH2][AsF6] (4) và XeF2. a) Sử dụng mô hình sự đẩy của các cặp electron hóa trị (VSEPR), đề xuất cấu trúc của anion , cation trong các hợp chất (1), (2), (3), (4) và cho biết (có giải thích) cation nào có liên kết

giữa S và N ngắn nhất, dài nhất. b) Cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử lưu huỳnh trong các hợp chất (1), (2), (3) và (4). 2. Sử dụng thuyết obitan phân tử (thuyết MO) để giải thích tại sao năng lượng ion hóa thứ nhất của phân tử nitơ (1501 kJ∙mol-1) lớn hơn năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử nitơ (1402 kJ·mol-1).

Hướng dẫn chấm 1. a) Cấu trúc của các cation và anion trong các hợp chất:

Ở hợp chất (1), liên kết giữa S và N là liên kết ba. Ở hợp chất (2) và (4), liên kết giữa S và N là liên kết đôi. Ở hợp chất (3), liên kết giữa S và N là liên kết đơn. Vì vậy, liên kết giữa S và N trong (1) ngắn nhất; liên kết giữa S và N trong (3) dài nhất.

b) Trạng thái lai hóa của lưu huỳnh trong hợp chất (1): sp3; trong (2), (4): sp3d; trong (3): sp3d2.

6 [AsF ]

S N Xe F F

F F

S N

Xe

F

F

F

F

S N H F

F

F

F

F Xe

S N

F

F

F

F

H

H

1 2 3 4

As

F

F

F F

F F

5

DeThi.edu.vn

trang 2/9

2. Giản đồ MO của phân tử N2 có dạng như sau:

Năng lượng ion hóa thứ nhất của phân tử nitơ tương ứng với quá trình: N2 → N2+ + e. Quá trình này tương ứng với quá trình tách 1 electron ở MO σz ra xa phân tử N2 vô cùng.

Năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử nitơ tương ứng với quá trình: N → N+ + e. Quá trình này tương ứng với quá trình tách 1 electron ở một AO 2p ra xa nguyên tử N vô cùng.

Từ giản đồ MO dễ thấy, năng lượng của obitan σz (trong phân tử N2) thấp hơn năng lượng của obitan 2p (trong nguyên tử N), nên electron ở obitan σz khó tách hơn electron ở obitan 2p. Do đó, năng lượng ion hóa phân tử N2 (1501 kJ·mol-1) lớn hơn năng lượng ion hóa nguyên tử N (1402 kJ·mol-1).

Câu II (4,0 điểm)

Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam hợp chất hữu cơ X ở thể khí bằng một lượng dư oxi trong một bom nhiệt lượng kế. Ban đầu, nhiệt lượng kế chứa 600 gam nước, ở 25oC. Sau phản ứng, nhiệt độ của hệ là 28oC; có 11 gam CO2(k) và 5,4 gam H2O(l) được tạo thành. Giả thiết, lượng nhiệt bị hấp thụ bởi oxi dư và các sản phẩm phản ứng là không đáng kể. 1. Xác định công thức phân tử của X. 2. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế (không bao gồm 600 gam nước). 3. Xác định nhiệt sinh tiêu chuẩn của X.

Cho biết: của CO2(k) và H2O(l) lần lượt là -393,51 và -285,83 kJ∙mol-1;

Nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J∙g-1∙K-1; Biến thiên nội năng của phản ứng đốt cháy 1 mol X ở 25oC, = -2070,00 kJ∙mol-1.

Hướng dẫn chấm 1. mX = 3,6 g; = 0,25 (mol); = 0,3 (mol)

mH + mC = mX X là hiđrocacbon nC : nH = 5 : 12 Vậy công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X là C5H12.

2s

2p 2p

2s

s

* x y

z

x

* y *

z

* E

N2 N N

s

0

,298 ( ) s H 

0

,298 s H 

0 298 U 

2 CO n

2 H O n

  

DeThi.edu.vn