Cấu trúc của hợp chất này được xác định qua chuỗi phản ứng sau: Đầu tiên chất A được hiđro hoá xúc tác cho ra acid B C10H18O2.. Qua khảo sát người ta nhận thấy phản ứng hiđro hoá trên sử[r]
(1)OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org PHỤ LỤC CÁC HẰNG SỐ VÀ CÔNG THỨC CẦN THIẾT Hằng số Avogadro NA = 6,022 x 1023 mol–1 Phương trình trạng thái khí lý tưởng pV = nRT Hằng số khí R = 8,314 J K–1 mol–1 Năng lượng Gibbs: G = H – TS Hằng số Faraday F = 96485 C mol–1 o r G o RT lnK nFEcell Hằng số Planck h = 6,626 x 10–34 J s Phương trình Nernst E Eo Vận tốc ánh sáng c = 2,998 x 108 m s–1 Năng lượng photon E 0o Celcius 273,15 K Định luật Lambert-Beer A log10 hc RT c ox ln zF c red h I0 cl I Trong tính toán số cân các giá trị nồng độ phải chuẩn hóa với mol L-1 Coi tất các khí là lý tưởng PHỤ LỤC Bảng tuần hoàn và khối lượng nguyên tử 18 H He 1.01 13 14 15 16 17 10 Li Be B C N O F Ne 6.94 9.01 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 11 12 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 32.06 35.45 39.95 Na Mg 22.99 19 24.30 20 21 25 26 22 23 24 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 41 42 43 37 38 39 40 Rb Sr Y Zr 85.47 87.62 88.91 91.22 55 56 Cs Ba 132.91 137.33 87 88 Fr Ra - - 5771 89103 10 11 12 26.98 28.09 30.97 29 30 31 32 33 27 28 Co Ni 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 44 45 46 47 48 Cu Zn Ga Ge As Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 92.91 95.96 - 72 73 74 75 Hf Ta W 69.72 72.64 74.92 105 106 35 36 Br Kr 78.96 79.90 83.80 49 50 51 52 53 54 Sn Sb Te 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 107 34 Se In 77 78 Ir Pt 79 80 Au Hg 81 82 83 84 85 86 Tl Pb Bi Po At Rn - - - 69 70 71 178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 208.98 104 4.00 108 109 110 111 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg - - - - - - - - 57 58 59 60 61 62 63 64 La Ce Pr 90 Ac Th - 66 67 Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho 138.91 140.12 140.91 144.24 89 65 91 92 Pa U 232.04 231.04 238.03 93 Er Tm Yb Lu 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 - 68 - - - - 98 99 102 103 Cf Es Fm Md No Lr - - 100 - 101 - - - (2) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org Forum OLYMPIAVN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2012 Box HÓA HỌC ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ Phần 1: HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG - VÔ CƠ CÂU Liên kết hiđro (1) (2) (3) (4) Hình trên là cấu trúc bậc protein Từ đó hãy cho biết các kiểu tương tác xảy các vị trí khoanh tròn và hãy cho biết biến đổi hóa học nào có thể phá vỡ các kiểu tương tác đó CÂU Amoniac là chất trung gian chất quan trọng Một số công dụng nó là sản xuất phân bón Thông thường amoniac điều chế từ hiđro và nitơ quá trình Haber – Bosch Viết phương trình phản ứng Tính các gía trị nhiệt động phản ứng điều kiện chuẩn (∆Ho, ∆So và ∆Go) cách sử dụng giá trị cho bảng và cho biết phản ứng là toả nhiệt hay thu nhiệt? Hiện tượng gì xảy ta trộn hỗn hợp nitơ và hiđro nhiệt độ phòng? Giải thích lý (3) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org Tính các gía trị nhiệt động phản ứng (∆H, ∆S và ∆G) 800K và 1300K áp suất chuẩn Phản ứng lúc này là toả nhiệt hay thu nhiệt Sự phụ thuộc nhiệt dung và entropy vào nhiệt độ miêu tả phương trình: Cp(T) = a + bT + cT2 và S(T) = d + eT + fT2 Giá trị các số từ a – f cho bảng Sự phụ thuộc entanpy vào nhiệt độ biểu thị phương trình Kirchoff: ∆Hf(T) = ∆Ho + Cp∆T Tính phần mol NH3 có thể hình thành 298,15K; 800K và 1300K áp suất chuẩn Giả thiết các khí là lí tưởng và các chất phản ứng lấy đúng theo hệ số tỉ lượng Trong công nghiệp thì phản ứng cần phải nhanh và cho hiệu suất cao Câu đã cho ta thấy lượng hoạt hoá phản ứng là lớn và câu cho thấy hiệu suất phản ứng tăng tăng nhiệt độ Có hai cách để giải vấn đề này Phản ứng có thể tiến hành nhiệt độ thấp với xúc tác (ví dụ sắt oxit) Chất xúc tác ảnh hưởng đến tính chất nhiệt động và động học phản ứng nào? Ta có thể tăng áp suất Áp suất ảnh hưởng đến tính chất nhiệt động và động học phản ứng nào? Điều kiện tốt cho phản ứng này là gì? BẢNG Chất ∆fHo(kJ.mol-1) So(kJ.mol-1) Cpo(kJ.mol-1) N2(k) 0,0 191,6 29,1 NH3(k) -45,9 192,8 35,1 H2(k) 0,0 130,7 28,8 BẢNG a -1 b -1 -1 c -2 -1 d -3 -1 e -1 -1 f -2 Chất (J.mol K ) (J.mol K ) (J.mol K ) (J.mol K ) (J.mol K ) (J.mol-1.K-3) N2(k) 27,3 5,2.10-3 -1,7.10-8 170,5 8,1.10-2 -2,3.10-5 NH3(k) 24,2 4,0.10-2 -8,2.10-6 163,8 1,1.10-1 -2,4.10-5 H2(k) 28,9 -5,8.10-4 1,9.10-6 109,8 8,1.10-2 -2,4.10-5 CÂU Xét tổng quan phản ứng tự xúc tác Phương trình phản ứng sơ cấp tự xúc tác là: A + P 2P, với P là sản phẩm Phản ứng có thể tiến hành số các điều kiện khác nhau: có thể hệ kín với các chất hòa trộn chung với lần, hay hệ mở tác nhân A liên tục thêm vào hỗn hợp phản ứng cho nồng (4) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org độ nó giữ không đổi Viết phương trình động học và vẽ đường cong động học cho sản phẩm P hệ kín và hệ mở Cho nồng độ đầu P khác không nhỏ CÂU Axit ascorbic (Vitamin C) ký hiệu H2A phản ứng với ion I3- theo phương trình a) Chuẩn độ dung dịch chứa 29,41g H2A cần 29,41 mL dung dịch I3- Tính nồng độ mol dung dịch triiodua b) Lấy dung dịch triiodua trên đem xác định thành phần viên Vitamin C (0,4242 g) thấy tốn hết 31,63 mL Hãy xác định % lượng H2A viên thuốc Trong hóa sinh, đại lượng Eo’ sử dụng chủ yếu thay cho Eo Với bán phản ứng dạng aA + ne = bB + mH+ thì phương trình Nernst lúc này có dạng RT A E E x ln với E o ' E o x pH = nF B b a o c) Hãy xác định chính xác đại lượng x cụ thể là gì d) Hãy thiết lập biểu thức xác định [H2A] dựa trên [H+], K1 , K2 và nồng độ đầu CH A e) Tính Eo’ bán phản ứng sau biết K1 và K2 H2A là 7,9.10-5 và 1,6.10-12 và Eo = 0,390V CÂU Hợp chất A tồn trạng thái rắn nhiệt độ phòng, lượng hiđro A chiếm 10% khối lượng A thể tính khử mạnh, nó tác dụng với nước sinh chất khử B, còn đun nóng A CO2 nén thu C đó oxi chiếm 61,6% khối lượng Khi cho C phản ứng với axit sunfuric loãng thu hợp chất D Còn cho C phản ứng với axit sunfuric đặc thu khí E nhẹ không khí Xác định công thức các chất đã biết và viết các phản ứng xảy (5) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org Forum OLYMPIAVN KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2012 Box HÓA HỌC ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ Phần 2: HÓA HỌC HỮU CƠ CÂU 1 Cho biết sản phẩm tạo thành hai phản ứng sau và giải thích: Pseudoephedrin (viết tắt là PSE) là amin có khả kích thích thần kinh giao cảm, thường gặp các loại thuốc chống cảm thông dụng, có công thức cấu tạo sau: a) Đánh dấu * vào các trung tâm lập thể Gọi tên chất này theo danh pháp IUPAC b) Vẽ công thức chiếu Newman và công thức chiếu Fischer chất này c) Đun nóng PSE thuốc tím với điều kiện nhẹ nhàng methcanthinon là chất kích thích, có thể gây nghiện ma tuý Xác định cấu trúc lập thể methcanthinon d) Cho methcanthinon tác dụng với LiAlH4 thu A là đồng phân PSE nhiệt độ sôi khác với PSE Xác định và giải thích tạo thành A Tại thực phản ứng sunfon hoá napthalen 80oC, phản ứng xảy nhanh và hiệu suất axit - naptalenesunfonic lại cao (91%); tăng nhiệt độ lên 160oC thì phản ứng lại xảy chậm và hiệu suất axit - naptalenesunfonic acid lại cao (85%)? CÂU Nepetalacton A là chất tự nhiên có công thức phân tử là C10H14O2 Cấu trúc hợp chất này xác định qua chuỗi phản ứng sau: Đầu tiên chất A hiđro hoá xúc tác cho acid B (C10H18O2) Qua khảo sát người ta nhận thấy phản ứng hiđro hoá trên sử dụng đến mol hiđro cho mol A, đó mol hiđro dùng để cộng vào nối đôi C=C, còn mol hiđro dùng để mở vòng lacton và khử ancol Chất B bị khử LiAlH4 cho ancol C (C10H20O) Chất C tác dụng với anhydrit axetic cho este D Nhiệt phân chất D loại phân tử axit axetic và tạo thành anken E (C10H18) Tiến hành ozon phân hợp chất E thì thu fomandehit và 2metyl-5-isopropylxiclopentanon a) Hãy xác định cấu trúc các chất trung gian E, D, C và B Từ đó suy cấu trúc có thể có chất A, biết vòng lacton chất A là vòng Hãy chứng tỏ cấu trúc nepetalacton mà bạn đề nghị thoả quy tắc isopren (6) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org Nepetalacton hoà tan từ từ dung dịch kiềm loãng, và sau axit hoá dung dịch này thì người ta thu kết tủa axit F Trong dung dịch nước, F tồn ba dạng hỗ biến F1, F2, F3 b) Hãy đề nghị các dạng hỗ biến F1, F2 và F3 Biết dạng F3 phải qua các quá trình hiđrat hoá đehiđrat hoá để tạo thành dạng F2, và có dạng dễ tạo oxim và thiosemicacbazon, cho phản ứng tráng gương dương tính Suy cấu trúc thực nepetalacton CÂU Cho biết sản phẩm phản ứng sau (có chú thích lập thể): a) b) c) d) Từ benzanđehit, etyl fomiat và các chất vô cần thiết, hãy tổng hợp chất sau: CÂU Veticadinol là sesquiterpen trích ly từ dầu cỏ Congolese vetiver, không thu dạng tinh khiết hoàn toàn Đã có nhiều nhóm khoa học nỗ lực nghiên cứu phương pháp tổng hợp chất này, lúc nào thu hỗn hợp gồm nhiều đồng phân Dưới đây là chuỗi tổng hợp Veticadinol đầu tiên mà đó có chọn lọc lập thể để thu sản phẩm tinh khiết (7) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org N AcO H2 MeO2C + MeO2C FeCl3/Al2O3, CH2Cl2 A B1 -78 oC 20oC Alder - ene O B2 + 1.2% 98.8% NaCl, H2O DMSO, 150 oC H E F Veticadinol 1) (CH2O)n, AlMe2Cl, CH2Cl oC 20 oC D 2) TsCl, pyridine, oC 3) NaI, axeton H CO2Me C oC a) Xác định các chất A – F b) Giải thích chọn lọc lập thể giai đoạn tạo thành B1 và B2 CÂU Giải Nobel Hóa học 1974 trao cho Paul Flory công trình nghiên cứu ông dendrime, mở đường cho hàng loạt nghiên cứu sau này Các nghiên cứu cho thấy dendrime có khả xúc tác hay làm chất trung gian vận chuyển các hợp chất hữu có hoạt tính sinh học Dendrime là polymer siêu phân nhánh trông giống cái cây Bắt đầu từ tâm C mạch bắt đầu phát triển cành cây phân nhánh, lần phân nhánh lại mọc thêm nhiều nhánh Chính số lượng các nhánh định cấu trúc hình học polymer C là trung tâm, 0, 1, 2, là phân nhánh lần 1, 2, T là nhóm chức cuối mạch Dendrime A9 tổng hợp theo sơ đồ đây: OEt NH3 NH2 H2N O OEt O Ao Bo NH2 NH2 N N NH2 H2N A1 B1 OEt 12 O H2N A9 A3 N NH2 H2N N H2N H2N NH2 N N N N N N NH2 NH2 NH2 H2N A2 a) Xác định Ao, Bo b) Đến A7 thì độ polyme hóa (số đơn vị lặp lại) đã là bao nhiêu? 12 H2N NH2 B2 (8) OlympiaVNC201HEMISTRY Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org c) Tính thể tích dung dịch HCl 6.10-3M cần để trung hòa hoàn toàn 2.10-4 mol polyme A9 biết 4,17% nhóm chức A8 không thể tham gia phản ứng với etyl acrylat vì lý không gian Cho HCl phản ứng với đầu NH2 polyme Hoàn chỉnh dãy tổng hợp sau đây H2C H2C O Na X1 X2 H2C H3C X3 N + O O O T N H3 C N CH3 N X4 CH3 X6 NaOH/H2O X7 T (9)