Hãy: a Viết phương trình các phản ứng xảy ra trên các điện cực của bể mạ điện.. b Tính điện năng theo kWh phải tiêu thụ..[r]
(1)ĐỀ HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM HỌC 2006 MÔN: HÓA HỌC Câu (4,0 điểm): 1,0 điểm; 1,5 điểm; 1,5 điểm Người ta qui ước trị số lượng electron nguyên tử có dấu âm (-) Electron (e) He+ chuyển động trên lớp xác định, e có trị số lượng tương ứng, đó là lượng mức Có trị số lượng (theo đơn vị eV) hệ He+ là -13,6; 54,4; -6,04 a) Hãy trị lượng mức 1; 2; từ trị số trên Sự xếp đó dựa vào nào cấu tạo nguyên tử? b) Từ trị số nào trị trên ta có thể xác định trị lượng ion hoá heli? Hãy trình bày cụ thể Thực nghiệm cho biết các độ dài bán kính ion theo đơn vị A sau: 1,71; 1,16; 1,19 ; 0,68 ; 1,26 ; 0,85 Mỗi ion dãy này có cùng tổng số electron ion khác dãy Số điện tích hạt nhân Z các ion đó giới hạn < Z < 18 Hãy gán đúng trị số bán kính cho ion và xếp theo thứ tự tăng các trị số này Cần trình bày rõ sở cấu tạo nguyên tử và cấu hình electron gán đúng đó Thực nghiệm cho biết PCl5 có hình song tháp tam giác, góc liên kết mặt phẳng đáy là 120o, trục với mặt đáy là 90o Áp dụng thuyết lai hoá, hãy giải thích kết đó Câu (6,0 điểm): 1,5 điểm; 2,5 điểm; 2,0 điểm Thêm H2SO4 vào dung dịch gồm Pb(NO3)2 0,010 M và Ba(NO3)2 0,020 M nồng độ 0,130 M (coi thể tích dung dijch không đổi thêm axit) Hãy tính pH và nồng độ các ion kim loại dung dịch A thu a) Hãy biểu diễn sơ đồ pin gồm điện cực hiđro (p = atm) đươc nhúng dung dịch H CH3COOH 0,010 M ghép (qua cầu muối) với điện cực Pb nhúng dung dịch A Hãy rõ anot, catot b) Thêm 0,0050 mol Ba(OH)2 vào lit dung dịch phía điện cực hiđro (coi thể tích không thay đổi) Tính Epin và viết phương trình phản ứng xảy pin hoạt động Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76; số tích số tan pKs (BaSO4) 9,93 ; pKs (PbSO4) 7,66 (RT/F) ln = 0,0592lg ; Eo Pb2+/Pb = - 0,123 V Người ta mạ niken lên mẫu vật kim loại phương pháp mạ điện bể mạ chứa dung dịch niken sunfat Điện áp đặt lên các điện cực bể mạ là 2,5 V Cần mạ 10 mẫu vật kim loại hình trụ; mẫu có bán kính 2,5cm, cao 20 cm Người ta phủ lên mẫu lớp niken dày 0,4 mm Hãy: a) Viết phương trình các phản ứng xảy trên các điện cực bể mạ điện b) Tính điện (theo kWh) phải tiêu thụ Cho biết: Niken có khối lượng riêng D = 8,9 g/cm3; khối lượng mol nguyên tử là 58,7(g/mol); hiệu suất dòng 90% ; kWh = 3,6.106J Trang 1/10 DeThi.edu.vn (2) Câu (4,5 điểm): 2,0 điểm; 2,5 điểm Khi nghiên cứu cổ vật dựa vào 14C (t1/2 = 5730 năm), người ta thấy mẫu đó có 11C; số nguyên tử 14C số nguyên tử 11C; tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C 1,51.108 lần Hãy: a) Viết phương trình phản ứng phóng xạ beta (õ) hai đồng vị đó b) Tính tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C mẫu này sau 12 kể từ nghiên cứu trên Cho biết năm có 365 ngày a) Khi khảo sát phản ứng H2 (k) + Br2(k) HBr (k) (1) hai nhiệt độ T1 và T2 mà T1 < T2 , thấy số cân hóa học (viết tắt là cbhh) theo nồng độ có trị số tương ứng là K1, K2 mà K1 > K2 Phản ứng này toả nhiệt hay thu nhiệt? Hãy giải thích b) Tại nhiệt độ 10240C, phản ứng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính trị số số cbhh phản ứng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) HBr (k) nhiệt độ này Sự thay đổi trị số số cbhh đó có ý nghĩa hoá học hay không? Tại sao? c) Người ta cho lượng HBr nguyên chất vào bình kín có thể tích cố định đưa nhiệt độ tới 1024oC Hãy tính tỉ lệ HBr bị phân huỷ 10240C (dùng phương trình (1)) Tại có kết đó? Câu (3,75 điểm): 0,5 điểm; 0,5 điểm; 0,75 điểm; 2,0 điểm 1) Gọi tên các đồng phân đối quang nhận monoclo hoá metylxiclohexan 2) Cho sơ đồ chuyển hoá các chất sau: (CH3)2CHCH2COOH (CH3)2CHCOCOOH Cl O HOO Z B NH3 E C6H5CO3H CH2=CH-CH=CH2 Br2, P H AlCl3 + - HCl HO O NH3 D H2, Pt to, H2 X G LiAlH4 Cl K H2SO4 Y -HO Z O ; Z L + + H3O+ I Cl MnO4- M1 M2 Viết công thức cấu tạo các sản phẩm hữu B, D, E, G, H, I, K, X, Y và vẽ cấu trúc không gian Z, L, M1, M2 Trang 2/10 DeThi.edu.vn (3) HƯỚNG DẪN Câu (4,0 điểm): 1,0 điểm; 1,5 điểm; 1,5 điểm Người ta qui ước trị số lượng electron nguyên tử có dấu âm (-) Electron (e) He+ chuyển động trên lớp xác định, e có trị số lượng tương ứng, đó là lượng mức Có trị số lượng (theo đơn vị eV) hệ He+ là -13,6; 54,4; -6,04 a) Hãy trị lượng mức 1; 2; từ trị số trên Sự xếp đó dựa vào nào cấu tạo nguyên tử? b) Từ trị số nào trị trên ta có thể xác định trị lượng ion hoá heli? Hãy trình bày cụ thể Thực nghiệm cho biết các độ dài bán kính ion theo đơn vị A sau: 1,71; 1,16; 1,19 ; 0,68 ; 1,26 ; 0,85 Mỗi ion dãy này có cùng tổng số electron ion khác dãy Số điện tích hạt nhân Z các ion đó giới hạn < Z < 18 Hãy gán đúng trị số bán kính cho ion và xếp theo thứ tự tăng các trị số này Cần trình bày rõ sở cấu tạo nguyên tử và cấu hình electron gán đúng đó Thực nghiệm cho biết PCl5 có hình song tháp tam giác, góc liên kết mặt phẳng đáy là 120o, trục với mặt đáy là 90o Áp dụng thuyết lai hoá, hãy giải thích kết đó Hướng dẫn giải: a) Trong He+ có 1e nên nó chịu tác dụng lực hút hạt nhân e này chuyển động lớp càng gần hạt nhân càng chịu tác dụng mạnh lực hút đó, lượng nó càng âm (thấp) Khi chuyển động lớp thứ nhất, cấu hình 1s1, e này có lượng thấp hay âm nhất, là -54,4 eV Đó là mức thứ (số lượng tử chính n = 1) Khi bị kích thich lên lớp thứ hai, chẳng hạn ứng với cấu hình 2s1, e này có lượng cao hơn, là -13,6 eV Đó là mức thứ hai (số lượng tử chính n = 2) Khi bị kích thich lên lớp thứ ba, chẳng hạn ứng với cấu hình 3s1, e này có lượng cao nữa, là -6,0 (4) eV Đó là mức thứ ba (số lượng tử chính n = 3) Khi e có lượng mức thấp nhất, mức thứ (số lượng tử chính n=1) với trị số -54,4 eV, hệ He+ trạng thái Với hai trị lượng còn lại, -13,6 eV và - 6,0(4) eV, He+ trạng thái kích thích b Theo định nghĩa, lượng ion hoá I trị số tuyệt đối lượng cuả1e tương ứng trạng thái Với hệ He+: He+ (1s1) - e He2+ ; I2 = -E1s1 - (-54,4 eV) = 54,4 eV Theo điều kiện < Z < 18 (a) các ion xét thuộc các nguyên tố chu kì (từ Li đến Ne) (b); chu kì (từ Na đến Ar) (c) +) Xét (b): Các nguyên tố đầu chu kì: Li, Be, B, C với số e hoá trị ít nên chúng có khuynh hướng chủ yếu là e trở thành ion dương (+); hay góp chung e tạo liên kết cộng hoá trị Do đó ta chú ý tới các nguyên tố cuối chu kì là F, O, N Nguyên tử có nhiều e Trang 3/10 DeThi.edu.vn (4) hoá trị nên chúng có nhiều khả việc thu e để trở thành ion âm (-) Đó là các ion âm F-(có 10 e ); O2-(có 10 e ); N3- (có 10 e) +) Xét (b): Các nguyên tố đầu chu kì: Na, Mg, Al có ít e hoá trị nên chúng là kim loại hoạt động, dễ tạo thành ion dương (+): Na+ (có10 e); Mg2+ (có 10 e); Al3+ (có 10 e) Các nguyên tố cuối chu kì này là các phi kim dễ tạo thành ion âm (-) có 18 e Cl- ; S2- ; P3 +) Đầu bài cho trị số bán kính ion Kết vừa xét trên cho ion, ion này có 10 e với cấu hình 1s22s22p6 Các ion âm (-) có số điện tích hạt nhân Z nhỏ các ion dương (+) Các ion âm có lực hút tác dụng lên các electron ngoài (trong cấu hình trên) yếu các ion dương Vậy các ion âm (-) có bán kính lớn •) ion âm (-) có số điện tích hạt nhân Z giảm theo thứ tự F-(9); O2-(8); N3- (7) (d).Dãy (d) này đã xếp theo thứ tự tăng độ dài bán kính các ion âm (-) •) iondương (+) có số điện tích hạt nhân Z giảm theo thứ tự Al3+ (13); Mg2+ (12); Na+ (11) (e) Dãy (e) này đã xếp theo thứ tự tăng độ dài bán kính các ion dương Kết hợp (d) với (e) trên ta có dãy ion theo thứ tự tăng độ dài bán kính sau: Al3+ (13); Mg2+ (12); Na+ (11) F- (9); O2- (8); N3- (7) Bán kính: 0,68 0,85 1,16 1,19 1,26 1,71 23Ghi chú: Thực tế các ion O và N kém bền, khó tồn Ion: a) Trước hết ta xét cấu hình electron các nguyên tử P (Z = 15) [Ne]3s23p3 (a) Cl (Z = 17) [Ne]3s23p5 (b) Kí hiệu [Ne] biểu thị cấu hình 1s22s22p6 Cl (5) b) Hình dạng PCl5 mô tả hình bên: Mặt đáy tam giác (Ä) có đỉnh là nguyên tử Cl (1), (2), (3); tâm là P Góc ClPCl mặt đáy này Cl là 120o ( Tháp phía trên có đỉnh là nguyên tử Cl(5), tháp phía P Cl (1) Cl (3) có đỉnh là nguyên tử Cl (4) Hai đỉnh này cùng trên đường thẳng qua P Góc Cl (4) PCl (1) 90o Độ dài liên kết trục PCl (4) hay PCl (5) lớn độ dài liên kết ngang mặt đáy, dt > dn Cl (4) c) Giải thích: Trong cấu hình electron các nguyên tử P có e độc thân Để trở thành nguyên tử trung tâm PCl5, phân tử có liên kết tạo thành hình song tháp tam giác, P dạng lai hoá thích hợp là sp3d (a) 3s2 3p3 lai ho¸ (a1) sp3d 3d d (Ghi chú : Giả thiết P dạng lai hoá sp2d2 coi là hợp lí) Do lai hoá vậy, P có obitan chứa e độc thân (xem (a1) trên) số obitan đó cùng mặt phẳng có đỉnh hướng phía lập thành đỉnh tam giác đều; trục chúng cắt đôi tạo thành góc 120o P tâm tam giác này obitan Trang 4/10 DeThi.edu.vn (5) còn lại có đỉnh trên cùng đường thẳng vuông góc (tạo góc 90o) với mặt phẳng tam giác và hướng hai phía mặt phẳng tam giác này Mỗi Cl có AO-p nguyên chất chứa e độc thân (xem (b) trên) Do đó AO này xen phủ với obitan lai hoá P tạo liên kết xích ma (ú) Trong vùng xen phủ đó có đôi electron với spin ngược (), P và Cl góp chung, Cl (5) Cl (2) chuyển động Vậy phân tử PCl5 có liên kết xích ma (ú) liên kết phân bố mặt P Cl (3) đáy tam giác liên kết còn lại trên đưòng thẳng Cl (1) vuông góc (tạo góc 900) với mặt phẳng tam giác và hướng hai phía mặt phẳng tam giác này Cl (4) (Hình bên minh hoạ rõ ràng kết đó) Như vậy, PCl5 có hình song tháp tam giác là hợp lí Câu (6,0 điểm): 1,5 điểm; 2,5 điểm; 2,0 điểm Thêm H2SO4 vào dung dịch gồm Pb(NO3)2 0,010 M và Ba(NO3)2 0,020 M nồng độ 0,130 M (coi thể tích dung dijch không đổi thêm axit) Hãy tính pH và nồng độ các ion kim loại dung dịch A thu a) Hãy biểu diễn sơ đồ pin gồm điện cực hiđro (p = atm) đươc nhúng dung dịch H CH3COOH 0,010 M ghép (qua cầu muối) với điện cực Pb nhúng dung dịch A Hãy rõ anot, catot b) Thêm 0,0050 mol Ba(OH)2 vào lit dung dịch phía điện cực hiđro (coi thể tích không thay đổi) Tính Epin và viết phương trình phản ứng xảy pin hoạt động Cho: pKa (HSO4-) 2,00 ; pKa (CH3 COOH) 4,76; số tích số tan pKs (BaSO4) 9,93 ; pKs (PbSO4) 7,66 (RT/F) ln = 0,0592lg ; EoPb2+/Pb = - 0,123 V Người ta mạ niken lên mẫu vật kim loại phương pháp mạ điện bể mạ chứa dung dịch niken sunfat Điện áp đặt lên các điện cực bể mạ là 2,5 V Cần mạ 10 mẫu vật kim loại hình trụ; mẫu có bán kính 2,5cm, cao 20 cm Người ta phủ lên mẫu lớp niken dày 0,4 mm Hãy: a) Viết phương trình các phản ứng xảy trên các điện cực bể mạ điện b) Tính điện (theo kWh) phải tiêu thụ Cho biết: Niken có khối lượng riêng D = 8,9 g/cm3; khối lượng mol nguyên tử là 58,7(g/mol); hiệu suất dòng 90% ; kWh = 3,6.106J Hướng dẫn giải: Pb(NO3)2 0,010 Ba(NO3)2 0,020 H2SO4 0,130 - Pb2+ + 2NO3– + 2NO3– 0,010 Ba2+ 0,020 H+ 0,130 + HSO4– 0,130 Trang 5/10 DeThi.edu.vn (6) HSO4– 0,130 0,110 + Ba2+ 0,020 - BaSO4 + H+ ; 0,130 0,150 107,93 HSO4– 0,110 0,100 + Pb2+ 0,010 - PbSO4 + H+ ; 0,150 0,160 105,66 Thành phần hệ: HSO4– 0,100 M , H+ 0,160 M , BaSO4 , PbSO4 C [ ] HSO4– H+ + SO42 – ; 10-2 0,100 0,16 x (0,100 - x) (0,160 + x) x x (0,160 + x) = 10-2 x = [SO42–] = 5,69.10-3 (M) 0,100 –- x [HSO4 ] = 0,0943 (M) [ H +] = (0,160 + x) = 0,1657 (M) pH = 0,78 KS (BaSO4) -9,93 [Ba2+] = = 10 = 2,0.10-8 (M) -3 5,69.10 [SO42–] KS (PbSO4) 10-7,66 [Pb2+] = = = 3,84.10-6 (M) -3 5,69.10 [SO 2–] a) • Cực Hiđro: H+ C [ ] + 2e CH3COOH 0,01 0,01 - x H2 H+ x x2 + CH3COO– ; x x = [H+] = 4,08.10-4 M -4,76 (0,01 - x) = 10 K a = 10-4,76 pH = 3,39 E 2H+/H2 = - 0,0592 pH = - 0,0592 3,39 = - 0,2006 (V) • Cực Pb/PbSO4: PbSO4 + + 2e Pb + HSO4– [H+] 0,0592 o + EPb = EPbSO4, H /Pb, HSO4 + lg[HSO4–] 0,0592 KS + o o Trong đó E PbSO4, H /Pb, HSO4 = EPb2+/Pb + lg = - 0,291 Ka 0,0592 0,1657 + EPb = - 0,291 + lg 0,0943 = - 0,283 (V) < E 2H /H H+ 0,0592 (Hoặc: E = + lg [SO42–] 0,0592 2+/Pb (PbSO4) Pb PbSO4/Pb o o Mà E = E + lg KS 0,0592 = - 0,123 + lg10-7,66 = - 0,350 (V) 0,0592 lg(5,69.10-3)-1 = - 0,284 (V) Vậy E = - 0,350 + EoPbSO4/Pb 0,0592 0,0592 DeThi.edu.vn ; Trang 6/10 (7) Cũng có thể tính theo cặp Pb2+/Pb: E = - 0,123 + lg [Pb2+] = -0,123 + lg 3,84.10-6 = - 0,283 (V) Vậy cực Pb là anot; cực hiđro là catot () (anot) b) PbSO4 , H+ BaSO4 , HSO4- Pb CH3COOH 0,010 - COO- C [ ] CH3 + Ba(OH)2 0,005 - + H2O 0,010 0,010 - x x2 = 10-9,24 0,010 - x CH3COOH H2 (Pt) (+) (catot) (CH3COO)2Ba + H2O 0,005 CH3COOH + OH- ; x x = 10-5,62 x pH = 8,38 E2H+/H2 = - 0,0592 pH = - 0,0592.8,38 = - 0,496 V E PbSO4/Pb= - 0,284 V K b = 10-9,24 (anot) (catot) Vậy Epin = - 0,284 - (- 0,496) = 0,212 V Phản ứng pin: anot H2 CH3COO + H+ CH3COO- + H2 catot PbSO4 + H+ + e Phản ứng xảy pin: PbSO4 + H2 + CH3COO- + H+ H+ + 2e CH3COOH CH3COOH + 2e Pb + HSO4– Pb + CH3COOH + HSO4– a) Phương trình các phản ứng xảy trên bề mặt các điện cực bể mạ: Anot : Ni Ni2+ + e Catot: Ni2+ + e Ni b) Thể tích mẫu vật kim loại hình trụ là V = ðr2h = 3,14 (2,5)2 20 = 392,5 (cm3) Lớp phủ niken mẫu vật có bề dày 0,4 mm nên mẫu vật này bán kính tăng tới 2,5 + 0,04 = 2,54 (cm); chiều cao tăng tới 20,0 + (0,042) = = 20,08 (cm) Vậy thể tích mẫu vật này tăng thêm lượng là: ÄV = V ' - V = [ 3,14 (2,54)2 20,08] - 392,5 ÄV = 14,281(cm3) Tổng số thể tích tăng thêm cuả 10 mẫu vật là: V = 10 ÄV = 10 14,281cm3 = 142,81 cm3 Đây chính là thể tích niken phải phủ lên 10 mẫu vật cần mạ; khối lượng tương ứng là: M = V.D =142,81.8,9 = 1271,01 (gam) hay 1271,01/ 58,7 = 21,6526 (mol) Từ biểu thức định luật Farađay: m = AIt/ 96500n It = (m/A).96500n (1) Số điện tương ứng là: w = ItU = (m/A).96500n.U (2) Với Ni ta có n = 2; theo trên đã có (m/A) = 21,6526 (mol); theo đề bài U = 2,5 V Thế các trị số này vào (2), ta có w = 21,6526.96500.2.2,5 = 10447379,5 (J) Vì hiệu suất dòng điện là 90% và kWh = 3,6.106J nên số điện thực tế cần dùng là: W = (w/90).100.(1/3,6.106) = 10447379,5/90).100.(1/3,6.106) Trang 7/10 DeThi.edu.vn (8) W = 3,2245kWh Câu (4,5 điểm): 2,0 điểm; 2,5 điểm Khi nghiên cứu cổ vật dựa vào 14C (t1/2 = 5730 năm), người ta thấy mẫu đó có 11C; số nguyên tử 14C số nguyên tử 11C; tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C 1,51.108 lần Hãy: a) Viết phương trình phản ứng phóng xạ beta (õ) hai đồng vị đó b) Tính tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C mẫu này sau 12 kể từ nghiên cứu trên Cho biết năm có 365 ngày a) Khi khảo sát phản ứng H2 (k) + Br2(k) HBr (k) (1) hai nhiệt độ T1 và T2 mà T1 < T2 , thấy số cân hóa học (viết tắt là cbhh) theo nồng độ có trị số tương ứng là K1, K2 mà K1 > K2 Phản ứng này toả nhiệt hay thu nhiệt? Hãy giải thích b) Tại nhiệt độ 10240C, phản ứng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính trị số số cbhh phản ứng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) HBr (k) nhiệt độ này Sự thay đổi trị số số cbhh đó có ý nghĩa hoá học hay không? Tại sao? c) Người ta cho lượng HBr nguyên chất vào bình kín có thể tích cố định đưa nhiệt độ tới 1024oC Hãy tính tỉ lệ HBr bị phân huỷ 10240C (dùng phương trình (1)) Tại có kết đó? Hướng dẫn giải : 1.a) Các phương trình phản ứng hoá học hạt nhân: 11 + 11 õ 6C 7N 14 14 + õ 6C 7N b) Độ phóng xạ hạt nhân tính theo biểu thức: A = ởN (1) Trong đó là hăng số phóng xạ, N là số hạt nhân phóng xạ thời điểm t xét Với đồng vị trên, ta có: C11 A11 = ở11N11 (2) 14 C A14 = ở14N14 (3) •) Theo đầu bài, thời điểm đầu, có thể coi là t = 0, ta kí hiệu: N11 = (No)11; N14 = (No)14 mà (No)11 = (No)14 (4) Từ điều kiện: [A11/A14] = [ ở11(No)11/ở14(No)14] = 1,51.10 , kết hợp với (4), ta có: ở11 = ở14 1,51.10 (5) Với C14 ta có ở14 = (0,6932/t1/2) = (0,6932/5730 365 24 60) = = 2,3021010 (phút1) Đưa kết này vào (5), ta tính được: ở11 = 2,302 1010 1,51.108 = 3,476.102 (phút1) (6) •) Xét t =12 giờ: Ta đã biết độ phóng xạ hạt nhân tính theo biểu thức: A = ởN (1) Số hạt nhân phóng xạ thời điểm t tính theo phương trình động học dạng hàm mũ phản ứng chiều bậc N = No eởt = Noexp [-ởt] (7) Với đồng vị trên, ta có: C11 N11 = (No)11exp [-ở11t] (8) 14 C N14 = (No)14exp [-ở14 t] (9) Vậy t = 12 giờ, ta có [A11/A14] = [ở11N11/ở14N14] (10) Thay (8) và (9) vào (10), kết hợp (4), ta được: [A11/A14] = [ở11/ở14]exp [t(ở14 - ở11)] Trang 8/10 DeThi.edu.vn (9) = (3,476.102/2,3021010 )exp [12 60 ( 2,302 10-10 - 3,476.102] Thực tế 2,3021010 << 3,476.102 nên ta có [A11/A14] ~ 2,004.103 (lần) Nhận xét: Kết này là hợp lí vì ở11 = 3,476.102phút1 >> ở14 =2,302 1010phút1 Do đó thực tế ứng dụng người ta chú ý tới C14 2.a) Theo điều kiện đề bài: T1 < T2 mà K1 > K2, nghĩa là nhiệt độ tăng cbhh lại chuyển dời sang trái Vậy theo nguyên lí Lơ Satơlie, (1) là phản ứng toả nhiệt b) Phản ứng 1/2 H2 (k) + 1/2 Br2 (k) HBr (k) (b) có số cbhh kí hiệu là Kb So sánh hệ số các chất tương ứng (b) này với (1) đề bài, rõ ràng Kb = K 1/2 Sự thay đổi đó trị số số cbhh hoàn toàn tuý làm toán không có ý nghĩa hoá học (Sự thay đổi số cbhh dã xét a) trên đây có ý nghĩa hoá học) c) Ta xét H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (1) Số mol ban đầu 0 n Số mol cbhh (1/2) nỏ (1/2) nỏ n - nỏ Với ỏ là tỉ lệ HBr bị phân huỷ mà ta cần tính Chú ýđiều kiện: < ỏ < ( *) Vì phản ứng (1) có Än = nên biểu thức số cbhh K biểu thị theo số mol các chất cbhh: K = [n (1 -ỏ )]2/[(1/2) nỏ (1/2) nỏ] = [2(1 -ỏ )]2/ỏ2 hay K1/2 = [2 (1 - ỏ )]/ỏ ỏ (2.102 + 1) = Khi coi 2.102 >> 1, ta ỏ ~ 1/2.102 ~ 0,005 Kết này thoả mãn điều kiện: < ỏ < (*) Vậy tỉ lệ HBr bị phân huỷ thành H2 và Br2 10240 C là ỏ ~ 0,005 hay 0,5% Tỉ lệ này nhỏ, nghĩa là HBr bền, khó bị phân huỷ, mặc dù phản ứng (1) thực nhiệt độ cao, 10240 C Đó là thể phản ứng (1) có trị số số cbhh khá lớn, tới 1,6.105 nhiệt độ này Số liệu trên cho thấy phản ứng thuận phản ứng thuận nghịch (1) xảy khá dễ dàng nhiệt độ đó Tất nhiên phản ứng nghịch, tức là phân huỷ HBr xảy khó khăn Câu (3,75 điểm): 0,5 điểm; 0,5 điểm; 0,75 điểm; 2,0 điểm 3) Gọi tên các đồng phân đối quang nhận monoclo hoá metylxiclohexan 4) Cho sơ đồ chuyển hoá các chất sau: Trang 9/10 DeThi.edu.vn (10) Br2, P (CH3)2CHCH2COOH NH3 (CH3)2CHCOCOOH Cl HOO Z H NH3 to, HO G H2 X - HCl O D H2, Pt AlCl3 + O E C6H5CO3H CH2=CH-CH=CH2 B LiAlH4 K H2SO4 Y -HO Z O ; Z L + + H3O+ I M1 MnO4- Cl Cl M2 Viết công thức cấu tạo các sản phẩm hữu B, D, E, G, H, I, K, X, Y và vẽ cấu trúc không gian Z, L, M1, M2 Hướng dẫn giải: 1) Có đồng phân: CH3 Cl (1S, 2R) CH3 Cl (1S, 3R) Cl CH3 (1R, 2S) CH3 Cl (1R, 2R) CH3 CH3 Cl CH3 (1S, 2S) CH3 Cl Cl (1S, 3S) Cl (1R, 3S) KÝ hiÖu (1R, 3R) -2-clo-1-metylxiclohexan -3-clo-1-metylxiclohexan 2) Trang 10/10 DeThi.edu.vn (11) Br2, P (CH3)2CHCH2COOH NH3 (CH3)2CHCOCOOH NH3 (CH3)2CHCHBrCOOH (CH3)2CHCOCOONH4 (E) H2, Pt (hoÆc: (CH3)2CHCCOOH (E) (CH3)2CHCHCOOH (D) NH2 (CH3)2CHOHCOONH4 (G) H2, Pt NH (CH3)2CHCHCOOH (G) NH2 (CH3)2CHCHCOO- ) (G) +NH3 CH2 = CH - CH = CH2 C6H5CO3H o CH2 = CH -CH CH2 (H) t , H2 O + CH3 - CH2 -CH CH2 (I) H3O CH3-CH2-CH-CH2 O (K) OH OH + H3O CH2 - CH2 -CH CH2 to, H2 O CH3CH2CH(OH)CH3 + CH3CH2CH2CH2OH CH2 (X) H (L1) CH2 C O (Y) O C C O H C C H OH C C OH H H H (M2) H (Z) HO H H (L2) H CH2 H3O+ HO (M1) OH Trang 11/10 DeThi.edu.vn (12)