Đề thi chọn học sinh giỏi THPT cấp tỉnh vòng 2 môn Hóa học - Buổi thi thứ hai - Năm học 2019-2020 - Sở giáo dục và đào tạo Long An

Nội dung text: Đề thi chọn học sinh giỏi THPT cấp tỉnh vòng 2 môn Hóa học - Buổi thi thứ hai - Năm học 2019-2020 - Sở giáo dục và đào tạo Long An

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI THPT CẤP TỈNH LONG AN VỊNG 2 NĂM HỌC 2019-2020 Mơn thi: HĨA HỌC ĐỀ CHÍNH THỨC Ngày thi: 26/9/2019 (Buổi thi thứ hai) (Đề thi cĩ 05 trang, gồm 05 câu) Thời gian: 180 phút (khơng kể thời gian phát đề) Thí sinh khơng được sử dụng bảng hệ thống tuần hồn. Cho biết khối lượng (đvC): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; S =32; Br =80; Na=23; Mg =24; Ca =40; Fe =56; Cr = 52; Mn= 55; Ba =137. Các chữ và ký hiệu viết tắt trong đề: Ph: Phenyl; Et: etyl; Me: Metyl; Ac: axetyl; t-Bu: tert - butyl; PCC: pyriđini cloromat; LDA: liti diisopropyl amidua; THF tetrahydrofuran. Trong các quy trình tổng hợp hữu cơ, các chất vơ cơ và điều kiện cần thiết cĩ đủ. Câu 1. (4,0 điểm) 1.1. a. Hãy cho biết hợp chất nào sau đây cĩ tính axit mạnh nhất? (I) (II) (III) (IV) b. Hãy so sánh tính bazơ của các nguyên tử N trong phân tử các hợp chất sau (khơng giải thích) ? O NH N NH c. Anion của hydrocacbon tương đối ít gặp, và dạng đianion của hydrocacbon thì cực kỳ ít gặp. Tuy nhiên, hydrocacbon dưới đây phản ứng tương đối dễ dàng với n-butylliti tạo thành 2- đianion [C8H6] . Giải thích và xác định cơng thức cấu tạo của đianion đĩ? 1.2. Verapamil cĩ tác dụng làm hạ huyết áp, chống loạn nhịp tim, tăng lưu lượng máu trên động mạch vành, Verapamil cĩ thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: NC CH(CH3)2 Cl[CH ] OH EtONa 2 3 SOCl2 +D A B C Verapamil (CH ) CHBr NaNH2 3 2 OCH3 OCH3 Trang 1/5
2. Cho biết: NC (H3C)2HC N H3C OCH3 H3CO OCH OCH3 3 Verapamil Xác định cơng thức cấu tạo của các hợp chất A, B, C, D trong sơ đồ trên. 1.3. Đề nghị cơ chế để giải thích sự hình thành sản phẩm của các phản ứng sau: Me Me 1. Br2/CHCl3 a. O  O 2. t-BuOK, Et2O Me Me MeO H2N b. O CO2Et + AcOH F3C OMe NH CO2Et F3C 1.4. Cho sơ đồ phản ứng sau: a. Xác định cơng thức cấu tạo của A và B. b. Viết cơ chế phản ứng để giải thích sự hình thành hợp chất B từ hợp chất A. Câu 2. (3,0 điểm) 2.1. Cho sơ đồ chuyển hĩa sau:      1. MeI CO2Et D5  D6  D7 2. Ag O, H O, t0 t0 2 2 C H O C11H16O 16 24 3 Xác định cơng thức cấu tạo của các chất D1, D2, D3, D4, D5, D6 và D7. 2.2. Papaverin (hoạt chất dùng để bào chế thuốc chống co thắt) cĩ thể được tổng hợp từ 1,2- đimetoxibenzen theo sơ đồ sau: Trang 2/5
3.         Xác định cơng thức cấu tạo của các chất E1, E2, E3, E4, E5, E6, E7 và E8. Câu 3. (4,0 điểm) 3.1. Glicozit A (C20H27NO11) khơng phản ứng với thuốc thử Felinh. Thủy phân A nhờ enzim thu được B (C8H7NO) và C (C12H22O11). Thủy phân khơng hồn tồn A nhờ axit thu được D (C6H12O6) và E (C8H8O3). C cĩ liên kết -glicozit và cho phản ứng với thuốc thử Felinh. Metyl hĩa C bằng CH3I/Ag2O thu được C20H38O11 mà khi thủy phân trong mơi trường axit cho 2,3,4- tri-O-metyl-D-glucopiranozơ và 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucopiranozơ. B cĩ thể điều chế được từ phản ứng của benzanđehit với natri bisunfit và natri xianua. Thủy phân B trong mơi trường axit thu được E (C8H8O3). Xác định cấu trúc (Haworth) của A, B, C, D, E. 3.2. Sự phát triển của các loại dược phẩm mới phụ thuộc chủ yếu vào quá trình tổng hợp hữu cơ. Phương pháp chỉnh lại phân tử được sử dụng để cĩ thể nhận được các tính chất như mong muốn. Thuốc gây mê cục bộ “Proparacaine” là chất được sử dụng để điều trị các bệnh về mắt và được tổng hợp theo quá trình sau đây: O OH HOCH CH N(C H ) H2 HNO3 C3H7Cl SOCl2 2 2 2 5 2 HO (A) (B) (C) (D) (E) 1:1 NaOH Pd/C Hãy xác định cơng thức cấu tạo của các chất A, B, C, D, E trong quá trình tổng hợp trên. Biết tất cả đều là sản phẩm chính. Câu 4. (4,0 điểm) 4.1. Este A là hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp một ancol cĩ trong tinh dầu Patchoulis. Hiđro hố chọn lọc nối đơi ngoại vịng của A, thu được este B(C16H26O2). Khử B bằng LiAlH4 cho ancol C. Cho C tác dụng với (C6H5)3CCl trong piriđin, tạo thành D (C33H38O). Hiđro-bo hố D (dùng B2H6 tiếp đến H2O2/NaOH), sau đĩ oxi (E) OEt hố bằng hệ CrO3/piriđin, sinh ra xeton E. Cho E tác dụng với NaH (để sinh ra cacbanion) sau đĩ với CH3I thì được sản phẩm O A F ( C34H40O2). Viết cơng thức cấu trúc của các chất từ B đến F cùng với sơ đồ phản ứng. 4.2. Vitamin B12 cĩ tác dụng duy trì sự khỏe mạnh của quá trình trao đổi chất, các tế bào máu và tế bào thần kinh. Thiếu vitamin B12 cĩ thể gây tiêu biến các tế bào hồng cầu (thiếu máu), Trang 3/5
4. mắc các vấn đề ở dạ dày, ruột và tổn thương hệ thần kinh vĩnh viễn. Một hợp phần (X9) cấu tạo nên vitamin B12 cĩ thể được tổng hợp theo sơ đồ sau: Me Me Me H SO đặc CH =C=O 1. O3 1. BrMgCH2CH2MgBr 2 4 2   X  X3  X4 X1 + 2 0 2. Zn/AcOH 2. H2O/H t C H C H O C H O C8H16O2 8 12 10 14 6 10 2 O N2H4/O2 (không khí) EtONa NaNO X4  X H2SO4 Br2, H2O 2 5   X  X  X8 EtONO 6 7 H+ C10H16O C H ON C H O N NOH C10H17O3N 9 15 9 14 2 2 Me CHO 1. MeONa/MeOH X 8  (X9) 2. LiAlH4 Me 3. PCC/CH2Cl2 Me Xác định cơng thức cấu tạo của các chất X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 và X8. 4.3. Azanthracene là các hợp chất thiên nhiên thu hút được nhiều sự quan tâm trên phương diện những đặc tính dược lí. Ví dụ, năm 1999, loại cây Hao-Laam trồng ở Thailan đã được ghi nhận là cĩ chứa Markanin A (I), cĩ khả năng chống ung thư và sốt rét. Năm 2000, Kalasinamide (II) được phân lập từ cây Polyalthia suberosa, được sử dụng là tiền chất của Markanin A. Quy trình tổng hợp đơn giản các hợp chất này từ naphthoquinone-1,4 đã được các nhà khoa học Đức cơng bố năm 2009. Hồn thành sơ đồ tổng hợp Kalasinamide (II) và Markanin A (I). Xác định cơng thức cấu tạo các chất A đến J. Biết rằng (NH4)2Ce(NO3)6 sử dụng trong giai đoạn cuối của quy trình là một chất oxi hĩa mạnh. Câu 5. (5,0 điểm) 5.1. Crom được điều chế từ quặng FeCr2O4, sắt được tách ra khỏi quặng theo hai bước: 4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3 + 7 O2 8 Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8 CO2 2 Na2CrO4 + H2SO4 Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O Khử đicromat bằng cacbon sẽ thu được crom(III) oxit, khử oxit tạo thành bằng phương pháp nhiệt nhơm sẽ thu được crom. Trang 4/5
5. Na2Cr2O7 + 2 C Cr2O3 + Na2CO3 + CO Cr2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Cr a. Hãy tính khối lượng crom được tạo thành từ 2,1 tấn quặng cĩ chứa 72,0% FeCr2O4 theo khối lượng. Giả thiết hiệu suất của cả quá trình là 100%. Một mẫu thép cĩ chứa Mn và Cr. Mn và Cr trong 5 gam mẫu thép được oxi hĩa thành – 2 – MnO4 và Cr2O7 và pha lỗng thành 100 ml dung dịch. Thí nghiệm 1: Lấy 50 ml dung dịch, cho thêm BaCl2 đến dư và điều chỉnh pH đến giá trị thích hợp, cromat kết tủa hồn tồn và thu được 5,82 gam BaCrO4. Thí nghiệm 2: Lấy 50 ml dung dịch cịn lại phản ứng vừa đủ với 43,5 ml dung dịch Fe2+ 1,6 M trong mơi trường axit. Các phản ứng hĩa học xảy ra: – 2+ + 2+ 3+ MnO4 + Fe + H Mn + Fe + H2O (1) 2 – 2+ + 3+ 3+ Cr2O7 + Fe + H Cr + Fe + H2O (2) b. Hãy cân bằng phản ứng (1), (2) và tính thành phần phần trăm theo khối lượng của Mn và Cr trong mẫu thép. 5.2. Khi cho 1 hidrocacbon A tác dụng với Br2 chỉ thu được một dẫn xuất B (chỉ chứa C,H, Br) cĩ tỉ khối đối với khơng khí là 5,207. a. Xác định cơng thức phân tử của A, B. b. C, D là 2 đồng phân của B và đều cĩ mạch cacbon phân nhánh. Đun nĩng mỗi chất B, C, D với dung dịch đặc KOH/etanol (t0 ) thì B khơng thay đổi, trong khi C và D đều cho cùng một sản phẩm E cĩ cơng thức phân tử là C5H10. Oxi hĩa E bằng dung dịch KMnO4 trong mơi trường axit thì được 1 axit và 1 xeton. Viết cơng thức cấu tạo của C, D, E ( khơng viết phương trình phản ứng). 5.3. Hỗn hợp P gồm ancol X, axit cacboxylic Y (đều no, đơn chức, mạch hở) và este Z tạo ra từ X và Y. Đốt cháy hồn tồn m gam P cần dùng vừa đủ 0,18 mol O2, sinh ra 0,14 mol CO2. Cho m gam P trên vào 500 ml dung dịch NaOH 0,1M đun nĩng, sau khi kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Q. Cơ cạn dung dịch Q cịn lại 3,68 gam chất rắn khan. Người ta cho thêm bột CaO và 0,48 gam NaOH vào 3,68 gam chất rắn khan trên rồi nung trong bình chân khơng. Sau khi phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được a gam khí. Tính khối lượng của a gam khí thốt ra. HẾT (Thí sinh khơng được sử dụng tài liệu – Cán bộ coi thi khơng giải thích gì thêm) Họ và tên thí sinh: Số báo danh: Cán bộ coi thi 1 (ký, ghi rõ họ và tên) Cán bộ coi thi 2 (ký, ghi rõ họ và tên) Trang 5/5