Kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia lớp 12 thpt năm học 1999-2000 môn : hoá học bảng a thời gian : 180 phút

4 hợp chất, N chỉ cho một hợp chất duy nhất .
Hãy xác định công thức cấu tạo của M và N .
 b. Gọi tên các sản phẩm tạo thành theo danh pháp IUPAC .
 c. Cho biết cấu dạng bền nhất của hợp chất tạo thành từ N , giải thích .
Cách giải : 1) a. M = 28 . 4,822 =135 (đvC ) .
 ( C4H7Br ) n ( 12 .4 + 7 + 80 ) n = 135 n = 1 
Công thức phân tử của A , B , C , D , E , G , H , I là C4H7Br .
So sánh tỉ lệ số nguyên tử C và H suy ra các hợp chất có 1 liên kết đôi họăc 1 vòng no .
 Thuỷ phân dẫn xuất halogen phải cho ancol , khi thuỷ phân A hoặc B thu được anđehit n-butiric , vậy A ( hoặc B ) có mạch cacbon không phân nhánh và có C=C ở đầu mạch ( vì nhóm C=C-OH sẽ chuyển thành nhóm C-CH=O ) .
Chất C ( hoặc D ) phải có C=C ở giữa mạch cacbon ( vì nhóm C=C-CH3 sẽ chuyển thành -CH-C-CH3 ) . OH
 O 
Dựa vào các dữ kiện đầu bài suy ra : 
 CH3CH2 H CH3CH2 Br CH3 Br
 A : C=C ; B : C=C ; C : C =C
 H Br H H H CH3
 CH3 CH3 CH3 H CH3 CH2Br
 D : C=C ; E : C=C ; G : C =C
 H Br H CH2Br H H 
H ( hoặc I ) : CH3 ; I ( hoặc H ) :
 Br CH3 Br
 b. Các phương trình phản ứng :
CH3-CH2-CH=CHBr + NaOH [ CH3-CH2-CH=CH-OH ] + NaBr
 CH3-CH2-CH2-CH=O
CH3-CH=C-CH3 + NaOH [ CH3-CH=C-CH3 ] + NaBr
 Br OH
 CH3-CH2-C-CH3
 O
 Nếu chất C và D , hoặc E và G là những đồng phân cấu taọ về vị trí của liên kết đôi C = C (đồng phân có liên kết đôi ở phía trong mạch bền hơn đồng phân có liên kết đôi ở đầu mạch, thí dụ CH3-CH=CBr-CH3 : C và CH3-CH2Br=CH2 : D ) 
2) a. M = 5,25 . 16 = 84 (đvC ) ; M CnH2n = 84 12n + 2n = 84 n = 6
CTPT của M ( N ) : C6H12 .
Theo các dữ kiện đầu bài , M và N có các CTCT :
 M : CH3 N :	
 Cl 
 Cl
b. CH3 ; Cl CH3 ; CH3 ; -CH2Cl ; - -Cl
 (a1 ) ( a2 ) ( a3 ) ( a4) ( a5 )
 a1 : 1-Clo-2-metylxiclopentan 
 a2 : 1-Clo-3-metylxiclopentan a4 : Clometylxiclopentan
 a3 : 1-Clo-1-metylxiclopentan	 a5 : Cloxiclohexan
c. Cấu dạng bền nhất của N : Vì : Dạng ghế bền nhất . Nhóm thế
 Cl ở vị trí e bền hơn ở vị trí a . 
Câu III : 
 COOH 
 1) Axit xitric hay là axit limonic HOOC-CH2-C(OH)-CH2-COOH có các giá trị pKa là 4,76 ; 3,13 và 6,40 . Hãy gọi tên axit này theo danh pháp IUPAC và ghi ( có giải thích ) từng giá trị pKa vào nhóm chức thích hợp . 
 2) Đun nóng axit xitric tới 176oC thu được axit aconitic ( C6H6O6 ) . Khử axit aconitic sinh ra axit tricacbalylic ( hay là axit propan-1,2,3-tricacboxylic ) . Nếu tiếp tục đun nóng axit aconitic sẽ thu được hỗn hợp gồm axit itaconic ( C5H6O4 , không có đồng phân hình học ) và axit xitraconic ( C5H6O4 , có đồng phân hình học ) ; hai axit này chuyển hoá ngay thành các hợp chất mạch vòng cùng có công thức phân tử C5H4O3 
 Hãy viết sơ đồ các phản ứng xảy ra dưới dạng các công thức cấu tạo , và cho biết axit aconitic có đồng phân hình học hay không ?
 3) Người ta có thể tổng hợp axit xitric xuất phát từ axeton và các hoá chất vô cơ cần thiết . Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra .
Cách giải :
 3,13
1) COOH COOH ở C3 có pKa nhỏ nhất vì
 HOOC - CH2 - C - CH2 - COOH chịu ảnh hưởng -I mạnh nhất của 
 4,76 OH 6,40 2 COOH và OH .
 (6,40) (4,76)
 Axit 2-hiđroxipropan-1,2,3-tricacboxylic
2) COOH 170oC COOH [H+] COOH 
HOOC-CH2C-CH-COOH HOOC-CH2C=CH-COOH HOOC-CH2CHCH2-COOH 
 HO H -H2O ( C6H6O6)
 ( C6H8O7) Axit aconitic ( C6H8O6) 
 Axit xitric Axit tricacbalylic
 to - CO2
 HOOC-CH2-CH=CH-COOH HOOC-CH2-C=CH2
 COOH 
 ( C5H6O4) ( C5H6O4)
 Axit xitraconic Axit itaconic
 to - H2O to - H2O
 CH2
 ( C5H4O3 )	 ( C5H4O3 )
Axit aconitic có đồng phân hình học vì có đủ cả hai điều kiện cần và đủ .
3)
 O Cl2 O HC N CN
 CH3-C-CH3 Cl-CH2-C-CH2-Cl Cl-CH2-C-CH2-Cl
	 x t OH
 2 KCN - 2 KCl
 COOH H2O CN
 HOOC-CH2-C-CH2-COOH NC-CH2-C-CH2-CN
 OH H+ OH
Câu IV :
 1) X là một đisaccarit không khử được AgNO3 trong dung dịch amoniac. Khi thuỷ phân X sinh ra sản phẩm duy nhất là M (D-anđozơ , có công thức vòng ở dạng a). M chỉ khác D-ribozơ ở cấu hình nguyên tử C2 .
 CH3OH CH3I H2O
 M	 N Q dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metyl của M
 HCl xt bazơ xt H+ xt
 a. Xác định công thức của M , N , Q và X ( dạng vòng phẳng ) .
 b. Hãy viết sơ đồ các phản ứng đã xảy ra .
 2) Đốt cháy 0,2 mol hợp chất A thuộc loại tạp chức thu được 26,2 gam khí CO2 ; 12,6 gam hơi H2O và 2,24 lít khí N2 ( đktc ) . Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol O2 .
 a. Xác định công thức phân tử của A .
 b. Xác định công thức cấu tạo và tên của A . Biết rằng A có tính chất lưỡng tính , phản ứng với axit nitrơ giải phóng nitơ ; với ancol etylic có axit làm xúc tác tạo thành hợp chất có công thức C5H11O2N . Khi đun nóng A chuyển thành hợp chất vòng có công thức C6H10N2O2 . Hãy viết đầy đủ các phương trình phản ứng xảy ra và ghi điều kiện (nếu có ) . A có đồng phân loại gì?
Cách giải :
1) a. Từ công thức dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M suy ngược sẽ ra công thức của Q , N và M , từ đó suy ra X
 CH=O
 CH3O H H H
 H OCH3 
 H OCH3 CH3O OH
 CH2OH CH3O H
 dẫn xuất 2,3,4-tri-O-metylcủa M
 H2O / H+
 H H CH3I / bazơ H H
 ( N ) ( Q )
 HO OCH3 CH3O OCH3
 HO H CH3O H
 CH3OH / HCl 
 5 OH 
 H H H2O / x t H 2 3
 ( M ) 4 4 1 1 4 4 ( X )
 HO OH HO 3 2 OH
 HO H OH H 5 
 b.Viết ngược với sơ đồ trên .
a. Số mol các sản phẩm sinh ra khi đốt cháy 0,2 mol chất A :
	- Nếu đốt cháy 1 mol A , số mol các sản phẩm sinh ra : 0,6 . 5 = 3 ( mol ) CO2 ;
 0,7 . 5 = 3,5 (mol ) H2O ; 0,1 . 5 = 0,5 (mol ) N2 . Suy ra phân tử A chứa 3 nguyên tử C , 7 nguyên tử H và 1 nguyên tử N .
	Giả thiết A chứa nguyên tử O , công thức của A là CxHyOzNt . Phản ứng cháy :
 to
 CxHyOzNt + 3,75 O2 x CO2 + y/2 H2O + t/2 N2 (1)
 3,75 + z/2 = x + y/4 (2)
Biết x = 3 ; y = 7 ; t = 1 ; Giải (2) ta được z = 2 . 
 Công thức phân tử của A : C3H7O2N
	b. 
 A + HNO2 N2 , suy ra A chứa nhóm -NH2 .
 A + C2H5OH C5H11O2N , suy ra A chứa nhóm -COOH . Vậy A là aminoaxit
 to
 A hợp chất vòng C6H10N2O2 (do 2 phân tử A phản ứng với nhau loại đi 2 phân tử H2O ) , suy ra A là a - aminoaxit . NH2
	 Công thức cấu tạo của A : CH3-CH-COOH
 Tên của A : Alamin , axit a - aminopropionic .
Các phương trình phản ứng : 
 to 
 C3H7O2N + 3,75 O2 3 CO2 + 3,5 H2O + 1/2 N2
 CH3-CH-COOH + HNO2 CH3-CH-COOH + N2 + H2O
 NH2 OH
 HCl khan
 * CH3-CH-COOH + C2H5OH CH3-CH-COOC2H5 + H2O
 NH2 CO -ClNH3+ 
 * 2 CH3-CH-COOH to CH3CH NH + 2 H2O NH3
 NH2 NH CHCH3 NH2 
 CO CH3-CH-COOC2H5 + NH4Cl 
 Câu V :
1) Có 5 lọ đựng riêng biệt các chất : cumen hay là isopropylbenzen ( A ), ancol benzylic ( B), anisol hay là metyl phenyl ete ( C ), benzanđehit ( D) và axit benzoic(E). Biết (A) , ( B ) , ( C ) , ( D ) là các chất lỏng .
a. Hãy sắp xếp thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi , giải thích . 
 b. Trong quá trình bảo quản các chất trên , có một lọ đựng chất lỏng thấy xuất hiện tinh thể . Hãy giải thích hiện tượng đó bằng phương trình phản ứng hoá học . 
c. Hãy cho biết các cặp chất nào nói trên có thể phản ứng với nhau . Viết các phương trình phản ứng và ghi điều kiện ( nếu có ) .
 2) Trong quá trình điều chế metyl tert-butyl ete ( MTBE ) từ ancol , người ta thu được thêm 2 sản phẩm khác .
	 a. Viết phương trình phản ứng điều chế MTBE từ hiđrocacbon .
 b. Viết công thức cấu tạo hai sản phẩm nói trên .
 c. Viết công thức cấu tạo các sản phẩm sinh ra và phương trình phản ứng khi cho MTBE tác dụng với HI . 
 3) Có một hỗn hợp các chất rắn gồm : p-toluiđin ( p-metylanilin ) , axit benzoic , naphtalen . Trình bày ngắn gọn phương pháp hoá học để tách riêng từng chất .
Cách giải :
a. Thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi :
(CH3)2CHC6H5 < C6H5OCH3 < C6H5CH=O < C6H5CH2OH < C6H5COOH
 ( A ) ( C ) ( D ) ( B ) ( E )
 123 123 123 123 123 
*-Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực -Phân cực
 (yếu hơn C) (yếu hơn D) -Không có -Có liên kết -Có liên kết
 -Không có -Không có liên kết hiđro liên hiđro liên
 liên kết liên kết hiđro . phân tử (yếu phân tử mạnh
 hiđro . hiđro . hơn của E ) .
* A , B , C , D , E có khối lượng phân tử xấp xỉ nhau . 
 b. Lọ đựng chất D ( C6H5CH=O )
 2 C6H5CH=O + O2 (k k) 2 C6H5COOH
 (lỏng) (rắn , tinh thể)
	 c. H+ , to
 C6H5COOH + C6H5CH2OH C6H5COOCH2C6H5 + H2O
 H+
 C6H5CH=O + C6H5CH2OH C6H5-CH-OCH2C6H5
 OH
 H+
 C6H5CH=O + 2 C6H5CH2OH C6H5CH(OCH2C6H5)2 + H2O
2)a. xt , to
 2 CH4 + O2 2 CH3OH
 H+ , to
 (CH3)2C=CH2 + HOH (CH3)3C-OH
 Br2 NaOH d.d
 ( Hoặc (CH3)3CH (CH3)3C-Br (CH3)3C-OH + Br- )
 a.s
 %140oC
 CH3OH + (CH3)3C-OH CH3-O-C(CH)3 + H2O
 H+
 b. %140oC
 CH3OH + CH3OH CH3-O-CH3 + H2O
 H+
 %140oC
 (CH3)3C-OH + (CH3)3C-OH (CH3)3C-O-C(CH)3 + H2O
 H+
	 c.
 CH3-O-C(CH)3 + HI CH3OH + (CH3)3C-I
3)-Khuấy đều hỗn hợp rắn với lượng dư dung dịch NaOH loãng , chỉ axit benzoic phản ứng tạo thành natri benzoat tan ; hai chất còn lại không phản ứng , lọc tách lấy hỗn hợp rắn và dung dịch . Axit hoá dung dịch natri benzoat bằng dung dịch HCl loãng :
C6H5COOH + NaOH C6H5COONa + H2O
 ( rắn ) ( tan )
C6H5COONa + HCl C6H5COOH + NaCl
-Khuấy hỗn hợp rắn còn lại ( p-toluidin , naphtalen) với lượng dư dung dịch HCl loãng , chỉ p-toluidin phản ứng tạo muối tan . Lọc tách lấy naphtalen ; kiềm hoá dung dịch muối , thu được p-toluidin :
 p-CH3C6H4NH2 + HCl p-CH3C6H4N+H3Cl-
 ( rắn ) (tan)
 p-CH3C6H4N+H3Cl- + NaOH p-CH3C6H4NH2 + NaCl + H2O
-Có thể tách theo trình tự sau : NaOH loãng 
 p-CH3C6H4N+H3Cl- p- toluidin 
 HCl loãng , dư (tan)
Hỗn hợp rắn lọc NaOH loãng, dư
 Axit benzoic + naphtalen lọc
 123 
 ( không tan )
 HCl loãng
 C6H5COONa C 6H5COOH
 (tan)
 Naphtalen
 (không tan)
 ----------------------------------
Tóm tắt cách giải đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia môn hóa học 1999 - 2000 (Bảng A) 
Câu I : 
1) Cho các chất sau : HNO3 , Cu , Fe , Na , S , C , NaNO3 , Cu(NO3)2 , NH4NO3. Hãy viết tất cả các phương trình phản ứng có thể tạo ra khí NO2 , ghi rõ điều kiện phản ứng (nếu có) .
2) Muối amoni và muối kim loại kiềm giống và khác nhau cơ bản ở những điểm nào ? Nêu ra một vài thí dụ cụ thể .
3) Trong phòng thí nghiệm hoá học có 8 lọ hoá chất mất nhãn đựng riêng biệt các dung dịch: NaCl, NaNO3 , MgCl2 , Mg(NO3)2 , AlCl3 , Al(NO3)3 , CrCl3 , Cr(NO3)3 . Bằng phương pháp hoá học , làm thế nào nhận biết được mỗi dung dịch ? Viết các phương trình ph