Tuyển tập đề Olympic hóa học Áo

OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 1 Olympic Hóa học Áo OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 2 Muc̣ luc̣ Phụ lục 1 Hằng số và các công thức cần thiết 3 Phụ lục 2 Bảng tuần hoàn đơn giản 5 Năm 2001 6 Năm 2002 14 Năm 2003 22 Năm 2004 30.

Olympic Hóa học Áo OLYMPIC HĨA HỌC ÁO Mục lục Phụ lục 1: Hằng số công thức cần thiết Phụ lục 2: Bảng tuần hoàn đơn giản Năm 2001 Năm 2002 14 Năm 2003 22 Năm 2004 30 Năm 2005 37 Năm 2006 46 Năm 2007 56 Năm 2008 65 Năm 2009 75 Năm 2010 86 Năm 2011 98 Năm 2012 108 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO Phụ lục 1: Hằng số công thức cần thiết Số Avogadro NA = 6,0221  1023 mol–1 Hằng số Boltzmann kB = 1,3807  10–23 J∙K–1 Hằng số khí R = 8,3145 J∙K–1∙mol–1 = 0,08205 atm.L.K-1.mol-1 Vận tốc ánh sáng c = 2,9979  108 m∙s–1 Hằng số Planck h = 6,6261  10–34 J∙s Hằng số Faraday: F = 96485 C mol–1 Tích số ion nước Kw = = 1,0×10-14 250C Áp suất chuẩn p = bar = 105 Pa = 750 mm Hg Áp suất khí atm = 1,013  105 Pa = 760 mm Hg = 760 torr Không độ C 273,15 K - nanometer (nm) = 10–9 m - picometer (pm) = 10–12 m - N = kg.m.s-1 - electron volt (eV) = 1,602210–19 J = 96485 J∙mol–1 - Khối lượng electron, me = 9,10938215  10–31 kg Năng lượng lượng tử ánh sáng có bước sóng  E = hc /  Năng lượng mol photon E = hcNA /  Phương trình trạng thái khí lý tưởng pV = nRT Định luật Lambert-Beer: A  log10 I0   cl I Năng lượng Gibbs G = H-TS Công thức liên hệ số cân lượng Gibbs chuẩn  Go K = exp    RT  OLYMPIC HÓA HỌC ÁO     Công thức liên hệ lượng Gibbs chuẩn sức điện động chuẩn (emf) Go =  nFEo Phương trình Faraday Q = it Phương trình Arrhenius k = Ae−Ea /RT Phương trình Nernst E  Eo  RT cox ln zF cred Phương trình Clapeyron cho trình chuyển pha dp H = dT TV Phương trình Clausius-Clapeyron cho q trình chuyển pha có tham gia dlnp H = dT RT2 Phương trình mơ tả phụ thuộc lượng Gibbs phản ứng vào nồng độ áp suất a G = Go  RTln prod , areag Với chất dung dịch, a = c / (1 mol/l) Với chất khí, a = p / (1 bar) Phương trình tốc độ phản ứng bậc không [A] = [A]o - kt Phương trình tốc độ phản ứng bậc ln [A] = ln [A]o - kt Phương trình tốc độ phản ứng bậc hai (loại 1) 1   kt [A] [A ] Định luật Bragg nhiễu xạ sin  = n/2d Thể tích khối cầu có bán kính R V Diện tích khối cầu có bán kính R S = 4R2 Phương trình đường trịn x2 + y2 = R2 Diện tích đường trịn S = πR2 Chu vi đường trịn L = 2πR OLYMPIC HĨA HỌC ÁO R Phụ lục 2: Bảng tuần hoàn đơn giản 18 H He 1.01 13 14 15 16 17 4.00 10 B C N O F Ne Li Be 6.94 9.01 11 12 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg 22.99 24.30 19 K 20 10 11 12 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ti V Cr Mn Fe Co Ni Ca Sc 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 38 39 40 Rb Sr 37 Y Zr Nb Mo Tc 41 42 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.96 55 56 Cs Ba 132.91 137.33 87 88 Fr Ra - - 57-71 72 73 74 Hf Ta W 43 75 104 105 106 44 14 15 16 17 18 Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.06 35.45 39.95 35 36 31 32 33 34 Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.64 74.92 78.96 79.90 83.80 45 46 47 48 Ru Rh Pd Ag Cd 49 In 50 51 52 Sn Sb Te 53 54 I Xe 101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29 76 Re Os 178.49 180.95 183.84 186.21 89103 55.85 13 Al 190.23 77 78 Ir Pt 79 80 Au Hg 81 82 83 84 Tl Pb Bi Po 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 208.98 107 108 109 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg 110 85 86 At Rn - - - 69 70 71 111 - - - - - - - - 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 138.91 140.12 140.91 144.24 89 90 91 Ac Th Pa - 92 U 232.04 231.04 238.03 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 93 150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174.97 94 95 96 97 Np Pu Am Cm Bk - - - - - 98 Cf - 99 102 103 Es Fm Md No Lr - 100 - 101 - - - Năm 2001 Câu Pha A Giản đồ pha đơn giản a) Trạng thái tập hợp CO2 áp suất thường? b) Để CO2 chuyển sang trạng thái lỏng áp suất bé ? c) Đến nhiệt độ CO2 lạnh đến mức chuyển sang trạng thái ngưng tụ? d) Ở nhiệt độ xảy cân nước đá khơ (CO2(s)) khí CO2(g) áp suất thường? e) Một bình cứu hoả chứa CO2 lỏng Nhiệt độ cuối mà bình cứu hỏa đạt đến bao nhiêu? Giản đồ pha CO2 OLYMPIC HĨA HỌC ÁO B Điểm sơi etanol Áp suất etanol 60.0°C 46.7 kPa Nhiệt hóa etanol HV = 862 J/g khoảng 60°C điểm sơi a) Tính điểm sơi etanol 1013 mbar b) Tính entropy hóa SV điểm sơi Câu Nhiệt động học cân hóa học A Nhiệt sinh Tính nhiệt sinh axit nitrơ (HNO2) dung dịch nước điều kiện đẳng tích đẳng áp sử dụng số liệu sau 25.00°C a NH4NO2(s)  N2(g) + 2H2O(l) H(kJ) = -300.4 b 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l) H(kJ) = -569.2 c N2(g) + 3H2(g) + aq  2NH3(aq) H(kJ) = -170.8 d NH3(aq) + HNO2(aq)  NH4NO2(aq) H(kJ) = -38.08 e NH4NO2(s) + aq  NH4NO2(aq) H(kJ) = +19.88 B Cân hóa học Halogen tạo thành hợp chất liên halogen có khả bền bền Một số hợp chất brom clorua (BrCl), chất bị phân huỷ thành nguyên tố 500°C Hằng số cân cho phản ứng nhiệt độ KC = 32 lúc đầu ta phân huỷ mol BrCl Bây xét hệ chứa 0,25 mol/L tất chất tham gia a) Viết phương trình phản ứng phân huỷ b) Sử dụng tính tốn để chứng minh hỗn hợp mô tả trạng thái cân c) Trong điều kiện này, cân chuyển dịch theo chiều ? d) Tính lượng cần thiết để hỗn hợp phản ứng đạt đến cân ? e) Cho biết giá trị KP KX phản ứng f) Tính nồng độ cân chất hỗn hợp ta bắt đầu tiến hành thí nghiệm với hỗn hợp cho OLYMPIC HÓA HỌC ÁO Câu Động hóa học Dinitơ pentoxit phân huỷ thơng qua phản ứng sau để tạo thành nitơ dioxit oxy: N2O5  NO2 + O2 a) Vẽ hai công thức cộng hưởng dinitơ pentoxit điện tích hình thức b) Viết biểu thức tốc độ phản ứng tương ứng với phương trình phản ứng cho Cơ chế phản ứng phân hủy sau: 1  2  3 N2O5 ‡ˆ ˆˆk ˆ1ˆ †ˆ NO2  NO3 k 1 k2 NO2  NO3   NO2  O2  NO k2 NO  N2O5   3NO2 c) Tìm biểu thức tốc độ phản ứng áp dụng nguyên lý định trạng thái dừng cho NO NO3 Năng lượng hoạt hóa phản ứng phân hủy 300 K EA = 103 kJ d) Ở nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng gấp hai lần ? Biết chất lúc có nồng độ đầu, EA trở thành số thừa số trước mũ A khơng thay đổi Câu Điện hóa học A Độ dẫn điện Dung dịch axit metanoic (axit fomic) có giá trị độ dẫn điện riêng = 7.52 mScm-1 Dung dịch chứa 9,55% axit fomic khối lượng có khối lượng riêng = 1.02 gcm-3 Để tính tốn cho giá trị sau: 0(HCOO 0(HCl) -Na+) = 90.5 Scm2mol-1 = 380.5 Scm2mol-1 0(NaCl) = 109 Scm2mol-1 a) Tính độ dẫn điện tới hạn axit metanoic b) Viết phản ứng proton phân axit metanoic c) Tính độ điện ly α dung dịch khảo sát d) Tính pKa axit metanoic OLYMPIC HĨA HỌC ÁO B Điện tổng hợp phức chất Hướng dẫn tổng hợp phức chất Triphenylphosphonitetraclorocobantat(II): Trong tế bào điện hóa có chứa 1g triphenylphosphin hịa tan 40 mL axetonitrin 2.5 mL dung dịch HCl bão hòa Một điện cực platin sử dụng để làm catot Điện cực coban cân gắn vào tế bào điện hóa để làm anot Hai điện cực nối với dây dẫn có qua ampe kế Qúa trình điện phân xảy vòng 90 phút Dung dịch màu xanh thu kết thúc điện phân cho bay Chất màu xanh thu hồ tan vào lượng nhỏ axetonitrin, sau bay đến cịn khoảng mL kết tinh tủ lạnh Tinh thể thu có màu xanh sáng lọc, rửa ete tiến hành làm khô sau đen cân Điện cực coban làm khơ đem cân Một sinh viên làm thí nghiệm thu số liệu sau: Khối lượng anot trước điện phân: mtrước = 10.542 g Khối lượng anot sau điện phân: msau = 10.440 g Khối lượng sản phẩm: mphức = 1.015 g Thời gian điện phân: t = 90 ph Cường độ dòng điện: I = 100 mA a) Viết phản ứng xảy điện cực (dạng ion) b) Viết công thức phức? c) Tính hiệu suất phản ứng dựa khối lượng sản phẩm lượng coban sử dụng ban đầu d) Tính hiệu suất dịng điện ! Câu Phức coban A Thuyết Pauling Thêm dung dịch KOH vào dung dịch muối Co2+ xuất kết tủa màu xanh Khi sử dụng nồng độ cao KOH phức spin cao với số phối trí tạo thành a) Viết cân phản ứng ion tạo thành kết tủa phức chất b) Tên hệ thống phức gì? c) Viết cấu hình electron phức dạng ô lượng tử cho biết kiểu lai hóa nguyên tố trung tâm OLYMPIC HÓA HỌC ÁO Năm 2012 Câu Nguyên tố Bo A Chuyển hóa hạt nhân bo Trong phương pháp BNCT (boron neutron capture cancer therapy – điều trị ung thư cách bắt hạt nhân bo) nhà vật lý trị liệu sử dụng luận điểm đồng vị bền 10B có tiết diện bắt neutron lớn 10B đưa vào tế bào ung thư sau chiếu xạ Nếu hạt nhân 10B bắt neutron phân rã thành đồng vị Li hạt α Cả hai có động nhận từ phản ứng hạt nhân di chuyển khoảng 10 µm, đường kính tế bào Có nghĩa chúng công vào tế bào ung thư mà 1.1 Viết phản ứng bắt neutron tạo thành hạt nhân Chú ý đến số khối đồng vị Neutron bị nguyên tố khác tóm được, chẳng hạn giải phóng proton tạo thành hạt nhân phóng xạ X 14N Hạt nhân 1.2 Viết phản ứng xảy 1.3 X có q nhiều electron nên thân có tính phóng xạ Cho biết kiểu phân rã hạt nhân X Xác suất bắt neutron hạt xác định tiết diệt bắt σ (đơn vị barn = 10-24 cm2) σ lớn khả bắt thành công cao Tiết diện bắt 10B vào khoảng 3838 barn, so với 14N 1.83 barn Tuy nhiên hàm lượng 14N thể 0.042 g‧g1, 10B 10-6 g‧g-1 1.4 Xác định xác suất tương đối bắt neutron hai hạt nhân 14N 10B, định nghĩa tỉ lệ (bắt 14N)/(bắt 10B) Lưu ý đến tiết diện bắt hàm lượng đồng vị tự nhiên Trong trình trị liệu người ta chiếu xạ tế bào ung thư bệnh nhân Quá trình sinh 32P sản phẩm trình chiếu xạ neutron liên tục 32P phân rã với chu kỳ bán hủy 14.3 ngày Ngay sau chiếu xạ tổng hoạt độ 32P thể bệnh nhân A = 0.10 Bq 1.5 Có nguyên tử 32P thể bệnh nhân sau chiếu xạ? B Phân tích hợp chất bo Bo photpho tạo hợp chất nhị ngun có cơng thức BP B 12P2 BP tạo thành 900-1000°C từ bo photpho trắng P4 Nó cứng, trơ hóa học bền nhiệt Trong nguyên tử bo tạo mạng tinh thể lập phương tâm diện nguyên tử P chiếm hốc tứ diện Độ dài liên kết BP đo 196 pm OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 108 1.6 Vẽ ô mạng sở BP 1.7 Cho biết có đơn vị BP mạng sở 1.8 Tính số mạng ô mạng 1.9 Tính khối lượng riêny ρ BP Chiếu xạ tia X có bước sóng λ = 72 pm vào mẫu BP Góc Bragg thu 2θ = 15.60° mặt phẳng phản xạ (111) 1.10 Tính số mạng tinh thể a từ kiện phân tích tia X C Một hợp chất khác bo Một hợp chất thú vị khác bo magie borua MgB x siêu dẫn nhiệt độ 37 K (khám phá năm 2001) Người ta quan sát thấy nguyên tử B tạo mạng tinh thể lục phương graphit lớp xếp tương thích với Ở lớp bo nguyên tử Mg, nguyên tử kẹp hai lập phương 1.11 Đề nghị công thức magie borua ứng với mô tả 1.12 Nếu xem MgBx hợp chất ion cơng thức anion Bxx– Vẽ giản đồ MO của Bxx– Xác định bậc liên kết từ tính phân tử (thuận từ / nghịch từ) dựa giản đồ D Sơ đồ phản ứng Có sơ đồ phản ứng sau D A -H2O B +P4 +HF +H2O +LiAlH4 F C D +J E + -H2 G H +J K  I Muối axit Lewis A sản phẩm ngưng tụ nguồn nguyên liệu tự nhiên quan trọng nguyên tố C OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 109         B oxit nguyên tố C với oxy chiếm 68.95% khối lượng C có số dạng thù hình Trong tất các trường hợp khối sở thập nhị diện bao gồm mười hai nguyên tử nguyên tố F hợp chất đơn giản nguyên tố C với nguyên tố nhẹ phân lập G có khối lượng phân tử 117.16 g/mol I bazơ kim loại nhẹ tạo thành điện phân nóng chảy muối J halogen có khối lượng phân tử 70.9 g/mol H trihalogenua nguyên tố I H diện dạng dime pha khí K tạo thành từ phân tử F theo định luật Wade hình dạng khiến người ta liên tưởng đến nhện tám chân 1.13 Xác định cấu trúc chất từ A đến K 1.14 Vẽ cấu trúc không gian dime H 1.15 Kiểu liên kết đặc biệt phân tử F gọi gì? 1.16 Cho biết tên K Câu Phức Plantin Các phức chất platin hóa trị II với công thức chung [PtX2(amin)2] tạo mối quan tâm lớn lao cộng đồng khoa học liệu pháp trị ung thư hoạt tính sinh học Hợp chất biết đến nhiều sử dụng rộng rãi “Cisplatin“ với công thức [PtCl2(NH3)2] Tất phức platin từ câu 2.1 đến 2.5 vuông phẳng 2.1 Đọc tên hệ thống “Cisplatin“ 2.2 Vẽ tất các đồng phân có phức 2.3 Cấu hình electron (chỉ xét phân lớp d cùng) nguyên tử trung tâm phức chất? Cho biết điện tích phức Thay hai ligand NH3 phối tử hai diamonoethane (H2N-CH2-CH2-NH2, ký hiệu „en“, hay viết dạng N-N) ligand Cl thay Br 2.4 Vẽ cấu trúc có phức Ligand „en“ bị biến đổi, chẳng hạn metyl hóa N H2N dmen OLYMPIC HĨA HỌC ÁO or NH2 H2N S-pn or NH2 H2N R-pn 110 2.5 Vẽ cấu trúc 3D tất đồng phân có chất sau: [PtBrCl(dmen)] [PtBrCl(S-pn)] [PtBrCl(R-pn)] Bên cạnh phức Pd có cấu hình vng phẳng, ví dụ [Pd(SCN)2{P(CH3)3}2] 2.6 Vẽ cấu trúc 3D tất đồng phân có phức Lưu ý đến đồng phân nhóm chức Glycinate (H2N-CH2-COO-, „gly“, hay N-O) ligand hai Nó tạo phức vng phẳng với Cu2+ lại tạo phức tứ diện với Zn2+ 2.7 Vẽ cấu trúc 3D tất đồng phân có phức Cu phức Zn glycinate cho biết chúng có quang hoạt hay không Câu Động học Chuyện người hành tinh Bạn nhận nhiệm vụ thám hành tinh xa, vốn bị người ngồi hành tinh chiếm Thật khơng may xuất bạn khiến bầu khí hành tinh bị phá hủy Phản ứng có bậc với chu kỳ bán hủy 13 Mỗi cá thể, người hành tinh hay người phải rời khỏi hành tinh bầu khí hành tinh 15% 3.1 Còn lại thời gian cho người hành tinh loài người? Chuyện Trái đất Phản ứng thủy phân Etyl este axit propaonic xảy theo phương trình: CH3CH2COOCH2CH3 + OH- → CH3CH2COO- + CH3CH2OH Các thông số động học ban đầu cho bảng: Thí nghiệm [Ester] (mol/L) [OH-] (mol/L) v (mmol/L‧s) 0.0450 0.300 1.09 0.0900 0.300 2.15 0.0900 0.150 1.11 3.2 Viết biểu thức tốc độ phản ứng tính số tốc độ Các oxit ni tơ Phản ứng NO + O2  NO2 pha khí xảy theo chế sau: OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 111 k 2NO ‡ˆ ˆˆk ˆ1ˆ †ˆ N2O2 1 k2 N2O2  O2   2NO2 Với k1 ≈ k-1>>k2 3.3 Xác định biểu thức vận tốc cho trình hình thành NO2 dạng a b c d NO2   k.NO O2  NO2  dt Bằng cách xác định a, b, c Một biểu thức động học khác cho phản ứng có dạng: d O2   k NO2  O2  dt Có thể đơn giản hóa biểu thức thời điểm ban đầu lượng NO nhiều gấp đôi so với O2 3.4 Chứng minh biểu thức tốc độ có dạng d O2  x  k '3 O2  , tìm mối quan dt hệ k3 k’3 Cho biết giá trị x? 3.5 Tích phân biểu thức tốc độ câu 3.4 để chứng minh nồng độ O2 thay đổi theo thời gian:: O2   O2 0  2.k '3 t Động học phản ứng pha khí thường theo dõi cách đo áp suất chung hỗn hợp khí, vốn thay đổi theo thời gian Trong trường hợp áp suất riêng phần oxy phụ thuộc vào áp suất chung theo biểu thức: p  O2   pchung  p0, chung Thay dùng [O2] mol/L, dùng p(O2) Pa nồng độ oxy 3.6 Đưa công thức chung thể mối quan hệ áp suất riêng phần vào nồng độ mol Các giá trị động học ứng với hỗn hợp 2:1-của hai khí NO O2 298 K trình bày bảng sau: t (s) 60 120 180 240 300 Ptổng ×10-4 (Pa) 1.350 1.105 1.060 1.030 1.015 1.005 p(O2) ×10-4 (Pa) 1/p2(O2) ×108 (Pa-2) 3.7 Hãy xác định giá trị thiếu bảng chứng minh đồ thị biểu thức tốc độ câu 3.5 Xác định k‘3 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 112 Câu Nhiệt động học cân hóa học Tổng hợp hydro công nghiệp Một phương pháp tổng hợp hydro quy mơ cơng nghiệp chuyển hóa metan nước siêu nóng 1100 K để thu hydro cacbon oxit 4.1 Viết phản ứng xảy cho q trình thuận nghịch Trong việc tính tốn giá trị nhiệt động học cho khí lý tưởng Có thể bỏ qua phu thuộc ΔH- ΔS- vào nhiệt độ Biết số cân phản ứng 298 K: K P = 1.45‧10-25, 1580 K: KP = 2.66‧104 4.2 Tính ΔRHθ1100, ΔRSθ1100, ΔRGθ1100, KP 1100 K Cho ban đầu hỗn hợp có 1.00 mol CH4 1.00 mol H2O Sau cân thiết lập áp suất bình 1.60 bar OLYMPIC HĨA HỌC ÁO 113 4.3 Tính phần trăm chuyển hóa CH4 1100 K dựa KP Nếu khơng tính câu 4.2, dùng giá trị KP = 30.0 Giờ nhìn vấn đề góc độ khác Cho 1.00 mol CH 1.00 mol H2O nước vào bình chứa thể tích khơng đổi 400 K, cho áp suất chung 1.60 bar đun nóng bình đến 1100 K 4.4 Áp suất chung bình sau đun (trước đạt cân bằng) bao nhiêu? 4.5 Tính áp suất riêng phần metan nước 1100 K trước thiết lập cân 4.6 Hãy tính áp suất riêng phần khí áp suất chung lúc cân 4.7 Hãy tính phần trăm chuyển hóa CH4 1100 K, biết lượng phản ứng tỉ lệ với áp suất riêng phần Câu Hydro peroxit Hydro peroxit, H2O2, hợp chất đa chức thú vị, ngồi có nhiều ứng dụng kỹ thuật Hydro peroxit axit yếu (pKA = 11.65) 5.1 Tính pH dung dịch nước hydro peroxit có nồng độ 0.100 mol/L! Tính chất oxy hóa – khử quan tâm, vừa có tính khử vừa có tính oxy hóa mạnh Hydro peroxit có khả oxy hóa I- thành I2 Có giá trị chuẩn sau: I2 + e - ⇌ I - Eo1 = +0.535 V H2O2 + H+ + 2e- ⇌ H2O Eo2 = +1.763 V 5.2 Viết phản ứng xảy I- H2O2 5.3 Tính chuẩn phản ứng xảy câu 5.2 5.4 Tính biến thên entanpy chuẩn số cân phản ứng câu 5.2 điều kiện chuẩn Hydro peroxit đóng vai trị chất khử Thế khử tương ứng là: O2 + 2H+ + 2e- ⇌ H2O2 Eo3 = +0.695 V 5.5 Viết phản ứng khử hydro peroxit kali pemanganat dung dịch thuốc tím 5.6 Hydro peroxit có xu hướng dị phân để thu nước oxy Từ giá trị cho tính phản ứng dị ly điều kiện chuẩn Để tránh phản ứng dị phân tự phát bình thường dung dịch hydro peroxit thương mại phải có thêm chất ổn định Thêm vào hydro peroxit phải tinh chế khỏi ion tạp có khả xúc tác cho phản ứng dị phân Một ví dụ ion Fe3+ Trong trường OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 114 hợp Fe3+ bị hydro peroxit khử Fe2+ sau ion bị hydro peroxit oxy hóa để trở lại Fe3+ Fe3+ + e- ⇌ Fe2+ Eo4 = +0.77 V 5.7 Viết phản ứng xảy tính chuẩn biến thiên entanpy chuẩn phản ứng 5.8 Tại ion Fe3+ xúc tác cho phản ứng này? Giải thích ngắn gọn 5.9 Thế chuẩn xúc tác phải nằm vùng để xúc tác theo cách tương tự? Câu Sỏi thận Để giải tập cần biết kiện sau: Tích số tan canxi oxalat: KLP = 2.32·10-9 Hằng số axit axit oxalic: pKA1 = 1.25 pKA2 = 3.81 Hằng số tạo phức: Ca2+ + Cit3- ⇌ [CaCit]- K = 1.88·103 Sói thận bệnh trao đổi chất gây nhiều nguyên nhân khác Khoảng 65% trường hợp mắc sỏi thận có chất canxi oxalat, CaC 2O4 Lý lượng oxalat tăng cao bệnh lý di truyền trình trao đổi glyoxylat gan dẫn đến việc tăng mạnh lượng oxalat máu Một cách khác để dẫn đến tăng lượng oxalat việc tiêu thụ thực phẩm có nhiều oxalat dẫn đến sỏi thận Lượng oxalat tăng dẫn đến việc tạo thành chất khó tan canxi oxalat phản ứng với ion canxi Các oxalat kết tủa thận tạo thành sỏi thận Cây đại hồng có hàm lượng axit oxalic oxalat cao 100 g có khoảng 460 mg axit oxalic pH vào khoảng – ruột non 6.1 Axit oxalic tồn dạng ruột non? Giải thích! 6.2 Tính khối lượng ion canxi cần thiết để kết tủa toàn lượng axit oxalic dạng canxi oxalat? Cho phản ứng tạo kết tủa xảy hoàn toàn 6.3 Nồng độ canxi oxalat huyết tương vào khoảng 1.20 mmol/L Tính nồng độ cực đại ion oxalat huyết tương trước có kết tủa canxi oxalat (dưới dạng sỏi thận)? Lưu ý pH huyết tương nằm khoảng 7.35 - 7.45, cho có dạng oxalat tồn điều kiện Một phương pháp để làm tăng độ tan canxi oxalat đưa vào thể thuốc có chưa natri xitrat Ion xitrat tạo thành phức tan với ion canxi nên tránh khả tạo kết tủa canxi oxalat OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 115 Nồng độ xitrat huyết tương vào khoảng 120 µmol/L, coi tổng dạng xitrat tồn thể Có thể cho tổng nồng độ dạng chứa canxit dung dịch phức lại 1.20 mmol/L 6.4 Xác định nồng độ oxalat cực đại trường hợp cho điều kiện khác câu 6.3? Một khả khác làm giảm sỏi thận giảm pH Xác định nồng độ cực đại oxalat pH 3,81, 6,3 trước xảy kết tủa canxi oxalat? Nếu không tìm lượng oxalat câu 6,3 dùng giá trị [C2O42-] = 2.0‧10-6 mol/L Câu Tổng hợp carbosugar axit shikimic qua đường norbornyl Hợp chất F nguyên liệu đầu thú vị để tổng hợp MeO xiclopentan polyhydroxyl hóa tổng hợp carbosugar axit shikimic Sơ đồ mơ tả q trình tổng hợp trung gian F: OMe F OH 170oC dicyclopentadiene A D room t B + Cl2,  C5H6 C5Cl6 [4+2]-cycloaddition + KOH C D MeOH H2SO4, MeOH E OAc C7H6O2Cl4 F Na/NH3, in EtOH Cho biết thêm số thông tin sơ đồ 1:  Phổ 1H-NMR D cho tín hiệu (singlet)  Phổ 13C-NMR D cho tín hiệu 7.1 Vẽ cấu trúc A, B, C, D, E vào ô tương ứng 7.2 Phản ứng A → B có tên gì? 7.3 Phản ứng D → E hay gọi tên gì? 7.4 F có hai nhóm metoxy Như mang nhóm chức nào? 7.5 Nhóm OH hợp chất hai vịng F vị trí lập thể nào? OLYMPIC HĨA HỌC ÁO 116 Sơ đồ chuyển hóa F thành hai lacton cần thiết để tổng hợp carbosugar axit shikimic MeO O OMe OsO4, NMO CH3I, NaH G O ? Aceton, H+ I H O O OMe J Baeyer-VilligerOxidation OH O O F O O OMe K 7.6 Vẽ cấu trúc chất G, H, I (với đầy đủ lập thể) 7.7 Tác nhân sử dụng để chuyển hóa I thành J Ky? K chuyển thành tetraaxetat cacbosugar bước cuối Ba giai đoạn sau cần thiết: O OAc H+ O LiAlH4 O O in MeOH/H2O L M Ac2O/Pyridin H+, H2O AcO AcO OMe OMe K AcO N 7.8 Vẽ cấu trúc lập thể L M K chuyển hóa thành axit shikimic “bảo vệ” Những giai đoạn cần thiết cho sơ đồ sau: O O O COOMe ? O K H+ COOMe in MeOH/H2O O O OMe HO OMe Ac2O/Pyridin AcO ( - H2O ) O OMe OAc P 7.9 Tác nhân sử dụng để chuyển hóa K thành O? Phản ứng gọi tên gì? 7.10 Xác định cấu hình tuyệt đối tâm bất đối P theo quy tắc CIP OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 117 Cầu lacton hai chất J K tạo thành cho vinyl axetat phản ứng với chất Q (C5H4O2) theo kiểu cộng vịng [4+2] mơ tả sơ đồ Q + ? OAc 7.11 Cho biết cấu trúc Q? 7.12 Vẽ cấu trúc sản phẩm tạo thành Axit shikimic tự nhiên có cấu trúc sau: COOH HO OH OH 7.13 Mối quan hệ lập thể chất sản phẩm P (không bảo vệ) gì? Quy trình sinh tổng hợp axit shikimic đóng vai trò quan trọng để tổng hợp aminoaxit thơm tyrosin phenylalanin Trong trình axit chorismic tạo thành từ axit shikimic qua số giai đoạn axit tham gia chuyển vị Claisen để tạo thành axit prephenic R Tách CO2 H2O chất gắn thêm nhóm amin vào để thu phenylalanin NH2 COOH COOH ClaisenR O COOH rearrangement OH chorismic acid prephenic acid phenylalanine 7.14 Vẽ cấu trúc lập thể R OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 118 Câu Chymotrypsin Chymotrypsin cắt liên kết peptit Hình vẽ sau cho thấy chế xúc tác phản ứng phân cắt peptit xúc tác chymotrypsin Chymotrypsin có hai điểm đặc biệt cấu trúc:   Trong lỗ oxy-Anion có nguyên tử oxy tích điện âm Trong lỗ ưa nước có nhóm amin kích thước lớn ưa nước Các bước cắt mạch mô tả sau: Cố định chất Một trung gian tứ diện không bền có nguyên tử oxy âm điện (oxy – anion) tạo thành OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 119 Liên kết peptit bị cắt, giải phóng sản phẩm tạo thành trung gian axyl – enzym Nước thêm vào trung gian trung gian cacbon tứ diện có ngun tử oxy mang điện âm khơng bền khác hình thành OLYMPIC HĨA HỌC ÁO 120 Liên kết sản phẩm enzym bị đứt Enzym giải phóng tách loại sản phẩm Trong câu hỏi chủ yếu đánh trắc nghiệm, đánh điểm, đánh sai bị trừ điểm Trong câu hỏi khơng có điểm âm 8.1 Ở ví dụ cho nhóm phenyl phenylalanin bị nối vào đầu ưa nước Hãy đánh vào aminoaxit thích hợp thay cho phenylalanin  methionine  aspartate  glycine  isoleucine  arginine 8.2 Ở bước giai đọan cộng nucleophin vào phân tửu chất Nguyên tử aminoaxit chymotrypsin đóng vai nucleophin? 8.3 Nguyên tử hydro nhóm OH Ser-195 bị tách bước 2, nhóm OH có pKA tương đối cao Lý việc gì?  His-57 đảm nhận vai bazơ nên có khả nhận proton  pKA cao nên dễ tách proton  Tính axit tăng tạo cầu hydro với Gly-193  Tương tác đầu ưa nước làm tăng tính phân cực nối đơi C=O 8.4 Vai trị aminoaxit Asp-102 phản ứng cắt mạch peptit gì?  Tăng pH  Làm bền hóa điện tích dương His-57 sau bước  Bền hóa vị trí Gly-193  Sửa lại vị trí His-57 tương tác van der Waals OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 121 Este p-pitrophenyl axetat bị thủy phân chymotrypsine tạo thành p-nitrophenol axit axetic Nồng độ nitrophenol (mol/mol enzym) phản ứng cho đồ thị sau 8.5 Đánh vào tất khả phù hợp với sơ đồ trên:  Phản ứng có bậc hai  Thời gian phản ứng dài, phản ứng chậm  Phản ứng xảy nhanh phần ba lượng enzym tham gia phản ứng  Phản ứng xảy nhanh phân tử enzym bị chiếm  Phản ứng chậm sau phút  Phản ứng tăng tốc sau phút  Tốc độ phản ứng không phụ thuộc nồng độ enzym  Lúc đầu phản ứng xảy nhanh, sau chậm dần tâm xúc tác enzym bị chiếm  Phản ứng 1-3 xảy nhanh phản ứng 4-5  Phản ứng 1-3 xảy chậm phản ứng 4-5 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 122 ... mononitro hóa  Phổ 1H-NMR MS chất B: OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 42 2 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 43  Trong bước chuyển B  C hai nguyên tử hydro bị thay  Phổ 1H-NMR MS chất F: 2 OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 44  Chất... Michaelis-Menten phản ứng OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 32 Câu Nhiệt động học cân hóa học ƯCW công ty Áo (Weissenstein, Carinthia) chuyên sản xuất H2O2 theo phương pháp antraquinon Vấn đề quan trọng phương pháp... cho Giả thiết chuyển hóa chất béo xảy sau hai từ bắt đầu chạy từ thời điểm tồn lượng cung cấp đường chuyển hóa thối phân chất béo OLYMPIC HÓA HỌC ÁO 36 Năm 2005 Câu Hóa học ngun tố "Nữ hồng Sắc