IChO 37 bài thi lí thuyết (vi)

IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi) IChO 37 bài thi lí thuyết (vi)

Học liệu diễn đàn Olympiavn KỲ THI HOÁ HỌC QUỐC TẾ LẦN THỨ 37 (IChO 37th) BÀI THI LÝ THUYẾT - Chỉ sử dụng bút máy tính phát - Thời gian làm - Tập câu hỏi 26 trang (kể trang bìa) 28 trang (kể trang bìa, năm trang cuối có - Tập phiếu trả lời khuôn trống Nếu cần dùng, phải ghi số thứ tự câu hỏi vào khuôn) - Giấy nháp (không chấm): tờ (có thể xin thêm cần) - Tổng số điểm tối đa: 279 (Điểm tính lại theo thang 100 điểm) - Tên số báo danh Phải viết lên tờ tập phiếu trả lời - Khối lượng nguyên tử dùng giá trị cho bảng tuần hoàn - Các số dùng giá trị cho bảng kèm theo - Trả lời ghi vào khn trống thích hợp Nếu viết ngồi khn trống không chấm - Các câu yêu cầu trình bày cách tính khơng trình bày cách tính không điểm - Đi vệ sinh xin phép người hướng dẫn - Bản tiếng Anh để kiểm tra lại, cần hỏi người hướng dẫn - Sau có lệnh dừng làm cho tờ phiếu trả lời theo thứ tự, cho vào phong bì (khơng dán), nộp cho người hướng dẫn cửa - Tập câu hỏi giữ lấy với bút máy tính phát CHÚC EM MAY MẮN! Học liệu diễn đàn Olympiavn Học liệu diễn đàn Olympiavn Các số, phương trình thừa số Đơn vị nguyên tử amu = 1.6605 × 10 23 -27 kg -1 Số Avogadro N = 6.02 × 10 mol Hằng số Boltzmann k = 1.3806503 × 10 Electron charge e = 1.6022 × 10 -19 -23 JK -1 C -1 Hằng số Faraday F = 9.6485 × 10 C mol Hằng số khí R = 8.314 J K mol = 0.08205 L • atm K mol Khối lượng electron me = 9.11 × 10 Khối lượng neutron mn = 1.67492716 × 10 -1 -1 -31 kg mp = 1.67262158 × 10 Khối lượng proton Hằng số Planck h = 6.63 × 10 -34 -1 -27 -27 kg kg Js -1 Tốc độ ánh sáng c = × 10 m s Phương trình Nernst (T = 298 K) E = E˚ – (0.0592 / n) lg K -Ea/RT Phương trình Arrhenius k = Ae Phương trình Clausius-Clapeyron ln P = - ∆Hvap / RT + B Hệ thức De Broglie λ= h / mv Phương trình khí lý tưởng PV = nRT Năng lương tự G = H – TS E = hv ∆G = ∆G˚ + RT ln Q ∆G = - nFE ∆U = q + w w = - P∆V V(hình trụ) = πr2h V(hình cầu) = 4πr3/3 A(hình cầu) = πr2 Å = 10 -10 -1 m 1W=1Js -2 J = kg m s -1 cal = 4.184 J -2 -2 Pa = kg m s = N m bar = 10 Pa atm = 1.01325 × 10 Pa = 760 mmHg (torr) -1 eV / phân tử = 96.4853 kJ mol Áp suất tiêu chuẩn = 101325 Pa RT 298.15 K = 2.4790 kJ mol Pi (π) = 3.1415927 -1 -1 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 1: Hoá học amit phenol Tổng điểm: 38 điểm Câu 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 Điểm cho 4 4 Phản ứng ngưng tụ axit cacboxilic với amin tạo thành sản phẩm amit Thí dụ ngưng tụ axit fomic với dimetylamin tạo N,N-dimetylfomamit (DMF) mô tả hai công thức cộng hưởng sau H O C N CH3 H O C CH3 1-1 CH3 N CH3 Hãy dự đốn điểm nóng chảy chất sau: N,N-dimetylfomamit (chất A), N-metylaxetamit (CH3CONHCH3, chất B), propionamit (CH3CH2CONH2, chất C) xếp theo thứ tự giảm dần điểm nóng chảy sau: > > 1-2 (Ghi ký hiệu chất A, B, C) Các nhóm cacbonyl thường nhận biết vạch hấp thu đậm đặc trưng phổ hồng ngoại Vị trí vạch phổ hấp thụ phụ thuộc vào độ bền liên kết C=O Độ bền liên kết thể qua độ dài liên kết Trong amit độ bền nhóm cacbonyl thể cấu trúc cộng hưởng vẽ Chẳng hạn xyclohexanon có vạch hấp thụ 1715 cm-1 nhóm cacbonyl (C=O) Từ việc so sánh với xyclohexanon, dự đốn vạch hấp thụ nhóm cacbonyl propionamit Chọn phương án bốn phương án sau: (a) 1660 cm-1 liên kết nhóm cacbonyl ngắn (b) 1660 cm-1 liên kết nhóm cacbonyl dài (c) 1740 cm-1 liên kết nhóm cacbonyl ngắn (d) 1740 cm-1 liên kết nhóm cacbonyl dài Học liệu diễn đàn Olympiavn 1-3 Glyxin (H2N-CH2-COOH) α-amino axit Ba phân tử glyxin kết hợp với tạo tripeptit Gly-Gly-Gly liên kết amit kèm theo việc tách loại hai phân tử nước Hãy viết công thức cấu trúc tripeptit 1-4 Đối với dẫn suất α-amino axit, tồn đồng phân quang học Chẳng hạn, L-alanin D-alanin hai đối quang Có đồng phân mạch thẳng tripeptit tạo thành từ ba amino axit thực phản ứng trùng ngưng chúng? O H2N O H2N OH H H OH H CH3 Glycine (Gly) 1-5 O H2N OH H3C H L-Alanine (L-Ala) D-Alanine (D-Ala) Trong số tripeptit tổng hợp từ phần 1-4, có đồng phân quang hoạt? Ngày gel polyacrylamit dùng điện di (PAGE) sử dụng rộng rãi phân tích protein axit nucleic Tuy nhiên ứng dụng gel polyamit tách phenol sắc ký lớp mỏng Các phenol chứa nhóm khác khác tính axit Tính axit cao hợp chất phenol tương tác mạnh với gel làm điện di (PAGE) 1-6 Hãy dự đoán khả liên kết phenol (chất D), 4-metylphenol (chất E) 4-nitrophenol (chất F) với gel polyamit Xếp chất theo thứ tự giảm dần khả liên kết với gel polyamit theo dãy sau: > > (ghi ký hiệu chất D, E, F) Cực đại hấp thụ phân tử phổ tử ngoại khả kiến (phổ UV-vis) có liên quan chặt chẽ với số liên kết đôi liên hợp mạch phân tử Một chất có nhiều liên kết đơi liên hợp hấp thụ ánh sáng khả kiến có màu bổ Chẳng hạn phenolphthalein thị axit – bazơ phổ biến Chỉ thị khơng có màu mơi trường trung tính mơi trường axit, có màu hồng dung dịch bazơ (pH 8.3-10.0) Học liệu diễn đàn Olympiavn O O G + − OH concentrated H2SO4 o OH 180 C, h OH H+ H HO Phenol Phenolphthalein Phenol: Phenol; Phenolphthalein: Phenolphtalein Concentrated: đậm đặc 1-7 Hãy vẽ công thức cấu tạo chất H điều chế từ phenolphtalein gây màu hồng dung dịch NaOH nước 1-8 Một cách đơn giản để điều chế phenolphtalein ngưng tụ phân tử hợp chất G với hai phân tử phenol Chất chất phù hợp cho chuyển hoá trên? Hãy chọn chất sau cho G (a) (b) O H H O (c) O (d) O H OH H OH O O (e) O O O O Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 2: Tổng hợp hữu Hoá lập thể Tổng điểm: 48 điểm Câu 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 Điểm cho 6 Các chất cacbonhyđrat tự nhiên thường tạo thành phản ứng quang hoá thực vật Tuy nhiên chất cacbonhyđrat phi tổng hợp điều chế tổng hợp hữu Sơ đồ sau sơ đồ tổng hợp L-riboza (chất I) CO2Me 100 0C O + CO2Me O O CO2Me O pig liver esterase CO2Me C MeO2C sealed tube HO HO OsO4 A O CO2Me B CO2Me O O CO2Me O CO2H D (minor) O + Me2C(OMe)2 H+, CH3COCH3 O O E (major) O CO2H O3 CO2Me MeOH MeO2C O O CO2Me O CO2Me H3O+ (1) MeOH/H+ MCPBA O 3 2 H O O (2) LiAlH4, then H2O O O HO CH2OH O HO OH I (L-ribose) F G sealed tube = ống hàn kín pig liver esterase = esteaza gan lợn (minor) = phụ (major) = 2-1 Hợp chất A có cơng thức phân tử C10H10O5 Hãy vẽ công thức cấu trúc phân tửcủa A 2-2 Cho chuyển hố hố học mơ tả chuỗi phản ứng từ A đến C, Hãy đánh giá hay sai cho nhận định sau (Viết T vào chỗ trống câu F câu sai) (a) OsO4 tác nhân oxi hoá phản ứng chuyển A thành B (b) MeOH tạo sản phẩm phụ phản ứng chuyển hoá B thành C Học liệu diễn đàn Olympiavn (c) Proton đóng vai trị xúc tác chuyển hoá B thành C (d) Ngay khơng có Me2C(OMe)2, C tạo với hiệu suất thấp Men xúc tác esteraza gan lợn men thuỷ phân este thành axit cacboxylic Sự thuỷ phân C men esteraza tạo hỗn hợp đối quang D E, E sản phẩm quay cực hỗn hợp 20 [α]D nguyên chất có độ quay cực 2-3 o = -37.1 20 [α]D Độ Tinh chế cách kết tinh lại hỗn hợp tạo thành E o = -49.0 Hỏi tỉ lệ mol D/E hỗn hợp sản phẩm chưa kết tinh lại? Trình bày cách tính tốn 2-4 Phản ứng F với axit meta-chloropebenzoic (MCPBA) để tạo sản phẩm G Hãy đánh giá hay sai cho câu nhận định sau (Viết T vào chỗ trống câu viết F câu sai) (a) Phản ứng xảy để ơxi hố chất F (b) Nguyên tử ôxi tham gia phản ứng MCPBA sinh (c) Ký hiệu R/S dùng cho C-1 không bị thay đổi trước sau phản ứng Công thức phân tử H C9H16O5 Số liệu phổ NMR H cho sau: H NMR (CDCl3) δ 1.24 (s, 3H), 1.40 (s, 3H), 3.24 (m, H), 3.35 (s, 3H), 3.58 (m, 2H), 4.33 (m, 1H); 4.50 (d, J = Hz, 1H), 4.74 (d, J = Hz, 1H), 4.89 (s, 1H) 2-5 Vẽ cơng thức cấu hình H 2-6 Viết ký hiệu R/S cho hợp chất I C-1, C-2, C-3 C-4 Ghi trả lời vào chỗ trống sau: C-1: ; C-2: ; C-3: ; C-4: Học liệu diễn đàn Olympiavn 2-7 Viết cơng thức nhóm P, Q, R, S, T U công thức hình chiếu Fischer chất I (L-riboza)? CHO P Q R S T U CH2OH Disacarit hợp chất chứa hai đơn vị mắt xích monosacarit liên kết với liên kết glucozit Polysacarit chứa từ vài chục đến vài ngàn mắt xích monosacarit Ví dụ phân tử disacarit vẽ sau: H OH H HO HO H H O H OH O H OH H HO glycosidic bond H O OH H OH H 2-8 Có thể có đồng phân đối quang lập thể phân tử pentasacarit J, phân tử tạo thành từ đơn vị mắt xích D-glucozơ? H OH H H O HO H H O O OH H H pentasacarit J điều chế từ D - glucozơ Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 3: Quang hoá quang lý hữu Tổng điểm: 36 điểm Câu 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 Điểm cho 4 4 4 Các ete vương miện thể khả liên kết với ion kim loại kiềm tuỳ theo kích thước ion Chẳng hạn ete vương miện aza có liên kết qua nguyên thử nitơ A B có giá trị + + + số liên kết với Na , K , vàCs khác O O O O O O O O N CH2 O N CH2 A B Binding constant (log10 K) Metal ion Radius (pm) Compound A Compound B Na+ 98 2.49 3.57 K+ 133 1.83 5.00 Cs+ 165 1.37 3.39 For translation: Binding constant: Hằng số liên kết; Radius (pm): Bán kính Metal ion: Ion kim loại Compound: Hợp chất Anthraxen có tính phát huỳnh quang mạnh bước sóng 325 nm Khi cho kết hợp chọn lọc chất vương miện kiểu aza, từ ion kim loại kiềm anthraxen phát quang tốt người ta chế tạo đầu đo (sensơ) huỳnh quang chọn lọc E 3-1 Viết công thức cấu tạo C D phản ứng tổng hợp sau 10 Học liệu diễn đàn Olympiavn 3-4 Khi thêm lượng tương đương axetat kim loại vào dung dịch loãng F, axetat kim loại làm cho chất tạo thành có tính phát huỳnh quang mạnh nhất? Chọn chất số chất sau để trả lời (a) natri axetat (b) kali axetat (c) cesi axetat (d) khơng có khác Tuỳ thuộc vào độ chiếu xạ với ánh sáng tử ngoại, trans-stilben chuy ển hoá thành H trung gian, H lại đóng vịng quang hố tạo dihydrophenanthren I Tiếp tục oxi hoá I thu phenanthren hν hν oxidation H H H I heat trans-Stilbene a trans-Stilbene: atrans – stinben; b Phenanthrene b heat:: c oxidation: c oxi hố đun nóng 3-5 Hãy vẽ cơng thức cấu trúc chất H? 3-6 Hãy cho biết cấu tạo hoá lập thể tương đối hai nguyên tử H chất cho (cis hay trans)? Dẫn suất dihydroazulen J thể tính chất màu lý thú Tuỳ theo chiếu xạ dihydroazulen không màu J xếp lại quang cảm ứng thành vinylheptafulven K Vinylheptafulven bị chuuyển hoá nhiệt ngược lại thành dihydroazulen NC CN CH3 CN CN J CH3 10 heat hν K a heat: đun nóng 3-7 Hợp chất hấp thụ ánh sáng có bước sóng dài hơn? Chọn chất hai 12 Học liệu diễn đàn Olympiavn chất sau để trả lời (a) J 3-8 (b) K Hợp chất K phản ứng với lượng tương đương CF3CO2H tạo thành muối thơm bền vững Vị trí K dễ bị proton hoá nhất? Chọn vị trí sau để trả lời (a) C-2 (b) C-3 (c) C-4 (d) C-5 13 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 4: Thủ đô vàng châu Á Tổng điểm: 42 điểm Câu Điểm cho 4A-1 4A-2 4A-3 4A-4 4A-5 4A-6 4B-1 4B-2 4 2 4B-3 4B-4 4B-5 8 A Chiufen, thị trấn khai thác vàng nhỏ bé triền đồi Bắc Đài loan nơi coi di sản lịch sử Đài loan Đây nơi từngtraansmootj mỏ vàng lớn châu Á Chính thế, Chiufen thường coi thủ đô vàng bạc châu Á Chất KCN - chất truyền thống để tách vàng từ quặng Vàng hoà tan dung dịch xyanua (CN ) có - khơng khí để tạo thành Au(CN)2 bền dung dịch nước Au(s) + CN−(aq) + O2(g) + H2O(l) 4A-1 Au(CN)2−(aq) + OH−(aq) Hãy vẽ công thức cấu trúc Au(CN)2¯ rõ phân bố nguyên tử không gian 4A-2 Cần gam KCN để lấy 20 g vàng từ quặng? Trình bày cách tính tốn Hỗn hợp cường thuỷ, hỗn hợp axit clohiđric đặc axit nitric đặc tỉ lệ thể tích 3:1 nhà giả kim thuật tìm để hồ tan vàng Q trình hồ tan thực chất phản ứng ơxi hố khử biểu diễn đơn giản phương trình hoá học sau: Au(s) + NO3−(aq) + Cl−(aq) 4A-3 AuCl4−(aq) + NO2(g) Hãy viết hai nửa phương trình oxi hố khử sử dụng chúng để thu phương trình oxi hố khử cân biểu diễn q trình 4A-4 Trong trình xảy phần 4A-3 tác nhân ơxi hố, tác nhân khử gì? Vàng trơ để phản ứng với axit nitric Tuy nhiên vàng phản ứng với hỗn hợp cường thuỷ tạo 14 Học liệu diễn đàn Olympiavn − ion phức dạng AuCl4 Xét hai nửa phương trình phản ứng sau:: Au3+(aq) + e− AuCl4−(aq) + e− Au(s) Eο = +1.50 V Au(s) + Cl−(aq) Eο = +1.00 V Có thể chế tạo pin điện hố dựa vào hai cặp ơxi hố khử 4A-5 − Hãy tính số tạo thành cho AuCl4 25°C: − 3+ − K = [AuCl4 ] / [Au ] [Cl ]4 4A-6 Chức HCl cung cấp Cl¯ Cl¯ dùng để làm phản ứng Chọn câu trả lời câu sau (a) Cl¯ tác nhân oxi hoá (b) Cl¯ tác nhân khử (c) Cl¯ tác nhân tạo phức (d) Cl¯ chất xúc tác B Các hạt vàng nano Việc tổng hợp xác định tính chất hạt vàng nano lĩnh vực nghiên cứu sôi động Phương pháp Brust-Schiffrin dùng để tổng hợp hạt vàng nano (AuNP) cho phép điều chế cách dễ dàng hạt vàng nano bền nhiệt bền khơng khí Theo phương pháp vàng bị khử thành dạng đa phân tán với kích thước kiểm sốt có đường kính nằm khoảng từ 1.5 đến 5.2 nm Quy trình điều chế mô tả ngắn gọn sau Dung dịch HAuCl4 nước trộn với dung dịch tetra-n-octylammonium bromua toluene Đem trộn hỗn hợp thu với dodecanthiol xử lý lượng dư NaBH4 Việc tạo AuNP quan sát thấy dễ dàng từ chuyển màu sẫm lại dung dịch toluen Sau khoảng 24 giờ, dung môi toluen tách phương pháp chưng cất quay Chất rắn sinh rửa phễu lọc xốp etanol hexan để loại bỏ thiol Các hạt vàng nano AuNPcó thể tách lại hồ tan lại nhiều lần dung mơi hữu thông thường mà không bị gắn kết lại hay phá huỷ 4B-1 Phương pháp chế hoá loại tổng hợp keo tán (top-down) hay tổng hợp keo tụ (bottom-up)? Chọn câu trả lời sau (a) phương pháp keo tán (top-down) để giảm kích thước cấu trúc bé thành cỡ hạt nano (b) phương pháp keo tụ (bottom-up) liên quan đến việc tập hợp nguyên tử phân 15 Học liệu diễn đàn Olympiavn tử riêng biệt thành cấu trúc nano 4B-2 Trimetyl-n-octylamonium bromua sử dụng làm chất chuyển pha Chất mang AuCl4¯ từ dung dịch nước sang dung dịch hữu Tính chất làm cho trimetyl-n-octylamonium bromua có chức làm chất chuyển pha có hiệu quả? Hãy chọn câu trả lời câu sau (a) Một đầu phân tử tích điện dương cịn đầu tích điện âm (b) Một đầu phân tử ưa nước đầu kỵ nước (c) Một đầu phân tử mang tính axit đầu mang tính bazơ 4B-3 NaBH4 có chức phản ứng tổng hợp trên, Chọn câu trả lời câu sau: (a) tác nhân khử (b) tác nhân oxi hoá (c) tác nhân trung hoà (d) tác nhân tạo phức 4B-4 Nếu đường kính trung bình hạt vàng nano nm, Hãy tính số nguyên tử vàng gần hạt nano? (cho bán kính nguyên tử vàng (Au) 0.144 nm) Hãy chọn giá trị giá trị sau Trình bày cách tính tốn số nguyên tử vàng (a) 10 (b) 10 (c) 10 (d) 10 4B-5 Phần trăm nguyên tử vàng gần bề mặt hạt vàng bao nhiêu? Chọn khoảng giá trị khoảng giá trị sau Trình bày cách tính tốn phần trăm nguyên tử vàng bề mặt (a) 20-30% (b) 40-50% (c) 60-70% (d) 80-90% Bài 5: Cấu trúc Lewis 16 Học liệu diễn đàn Olympiavn Tổng điểm: 21 điểm 5-1 Câu 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 Điểm cho 4 Vẽ cấu trúc Lewis cho phân tử sau: (a) N2 (b) NH3 (c) O3 (d) SO3 5-2 Vẽ cấu trúc Lewis cacbon monoxit, ghi điện tích biểu kiến có trạng thái oxihóa nguyên tử cacbon nguyên tử oxy cacbon monoxit Thioure-S,S-dioxit, O2SC(NH2)2, có cấu trúc khung sau: H O S N H N H C O H 5-3 Vẽ cấu trúc Lewis thioure-S,S-dioxit với điện tích biểu kiến khơng ngun tử 5-4 Dựa mơ hình thuyết sức đẩy cặp electron hóa trị (VSEPR), cho biết dạng hình học tạo nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử lưu huỳnh, cacbon nitơ câu 5-3 cấu trúc Lewis mà em dự đốn 5-4a Dạng hình học xung quanh nguyên tử lưu huỳnh gì? Hãy lựa chọn phương án phương án sau: (a) Hình chóp tam giác 17 Học liệu diễn đàn Olympiavn (b) tam giác phẳng (c) Hình chữ T 5-4b Tương tự, cho biết dạng hình học xung quanh nguyên tử cacbon? Hãy lựa chọn phương án phương án sau: (a) Hình chóp tam giác (b) tam giác phẳng (c) Hình chữ T 5-4c Cuối cùng, cho biết dạng hình học xung quanh nguyên tử N? Hãy lựa chọn phương án phương án sau: (a) Hình chóp tam giác (b) tam giác phẳng (c) Hình chữ T Cấu trúc phân tử chất trạng thái rắn thường xác định phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X Theo phương pháp này, cấu trúc thioure-S,S-dioxit sau: H O N H C S O N H H o 65 Tất nguyên tử N, H mặt phẳng với nguyên tử S, C Góc góc tạo mặt phẳng OSO mặt phẳng SC(NH2)2 65° 5-5 Vẽ cấu trúc Lewis dạng cộng hưởng phù hợp với dạng hình học xác định 18 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài 6: Độ kiềm nước độ tan CO2 Tổng điểm: 40 điểm Câu 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 Điểm cho 4 6 6 Dung lượng nước để nhận ion H + gọi độ kiềm Độ kiềm đại lượng quan trọng cơng nghệ xử lý nước hóa học sinh học nghiên cứu loại nước tự nhiên - 2- - Nói chung tiểu phân bazơ có nước gây nên độ kiềm ion: HCO3 , CO3 OH Tại + giá trị pH thấp 7, ion H nước làm giảm độ kiềm nhiều Do đó, phương trình đầy - 2- - đủ biểu diễn độ kiềm môi trường mà ion HCO3 , CO3 OH gây nên độ kiềm biểu diễn sau: - - 2- + độ kiềm = [HCO3 ] + 2[CO3 ] + [OH ] – [H ] Phần tác dụng ion khác gây nên độ kiềm phụ thuộc vào pH Dưới cân số cân chúng (ở 298K) có liên quan tới độ kiềm -2 CO2(g) ⇄ CO2(aq) KCO2 = 3.44x10 CO2(aq) + H2O ⇄ H2CO3 KH2CO3 = 2.00x10 + - H2CO3 ⇄ HCO3 + H - 2- HCO3 ⇄ CO3 + H CaCO3(s) ⇄ Ca + 2+ Ka1 = 2.23x10 + Ka2 = 4.69x10 2- + CO3 Ksp = 4.50x10 - H2O ⇄ H + OH Kw = 1.00x10 -3 -4 -11 -9 -14 Chú ý: Cần phải tính tốn 6-1 Các loại nước tự nhiên (nước sơng nước hồ) nhìn chung chứa CO2 hòa tan - 2- Tỉ số nồng độ [H2CO3 ] : [HCO3 ] : [CO3 ] nước [H+] = 1.00 × 10-7 M là: (a) : 1.00 : (b) Hãy tính (a) (b) 19 Học liệu diễn đàn Olympiavn 6-2 Khí CO2 khí có liên quan tới độ kiềm nước nằm cân với khơng khí Hãy tính nồng độ CO2 (dung dịch) (theo mol/l) nước tinh khiết, nước nằm cân với khơng khí khơng bị nhiễm 1.01 x 105 Pa 298 K có chứa 0.0360% (theo mol) CO2 (giả sử áp suất chuẩn 1.01 x 105 Pa) Nếu không giải câu lấy nồng độ CO2 (dd) = 1.11x10-5 M cho tính tốn Độ - 2- tan (S) CO2 nước định nghĩa S = [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3 ] + [CO3 ] Độ tan CO2 khí nước nằm cân với khơng khí khơng bị nhiễm 298 K 1.01 x 105 Pa làm thay đổi độ kiềm 6-3 Tính độ tan CO2 khí nước tinh khiết (mol/l) Khi tính bỏ qua phân ly nước 6-4 Tính độ tan CO2 khí nước tinh khiết (mol/l) mà ban đầu nước chứa -3 NaOH nồng độ 1.00x10 mol/l Tại 298 K 1.01 x 105 Pa, khơng khí khơng nhiễm cân với nước tự nhiên bão hòa CaCO3 Trong trường hợp chủ yếu tồn cân sau đây: CaCO3(r) + CO2 (dd) + H2O ⇄ Ca 6-5 2+ + 2HCO3 - Tính số cân phương trình Nếu khơng giải câu lấy giá trị số cân Kcb = 5.00x10-5 cho tính tốn 6-6 2+ Tính nồng độ Ca (mg/l) nước tự nhiên bão hịa CaCO3 mà nước cân với CO2 khí 20 Học liệu diễn đàn Olympiavn Nếu không giải câu lấy nồng độ Ca2+ (aq) = 40.1 mg/l cho tính tốn 6-7 Tính độ kiềm (mol/l) dung dịch 6-8 Trong hồ ngầm mặt đất, nước hồ bão hồ CaCO3 có hàm lượng CO2 2+ cao, nồng độ ion Ca hồ tìm thấy khoảng 100 mg/l Giả sử hồ khơng khí bên hệ kín, tính áp suất hiệu dụng CO2 (theo Pa) không khí mà khơng khí nằm cân với Ca 21 2+ nước Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài 7: Tính chất động học Ozon Tổng điểm: 28 điểm Câu 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 Điểm cho 6 6 Ozon (O3) dạng thù hình oxy Nó thành phần tầng bình lưu, Nó bảo vệ trái đất khỏi xạ tử ngoại có tác dụng huỷ diệt sống Bằng cách hấp thụ ánh sáng tầng này, ozon chuyển hóa thành phân tử oxy thường Đối với phản ứng chung phân hủy ozon biểu diễn sau: 2O3 → 3O2 Một chế đề nghị là: O3 k1 O3 + O (1) O + O2 k -1 k2 (2) 2O Với k1, k-1 k2 số tốc độ tương ứng 7-1 Theo chế viết phương trình biểu diễn tốc độ dạng vi phân cho tạo thành (hoặc đi) O3, O2, O thời điểm t, với giả thiết bước bất thuận nghịch 7-2 Để đơn giản hóa tính tốc độ phản ứng người ta thường đưa giả thiết hợp lý Giả sử nồng độ nguyên tử O đạt cân đủ nhanh, nồng độ tính theo số cân phản ứng Hãy tính tốc độ phản ứng Khi tính, theo điều kiện gần thiết lập phương trình tốc độ phản ứng dạng vi phân để biểu diễn phân hủy ozon hàm số nồng độ O2 O3 22 Học liệu diễn đàn Olympiavn 7-3 Một giả thiết khác đề cập đến tốc độ tạo oxi nguyên tử (người ta gọi trạng thái nồng độ ổn định) Ở trạng thái người ta giả thiết d[O]/dt = 0, Hãy chứng minh phương trình tốc độ là: − d [O3 ] 2k1 k [O3 ] = dt k −1 [O2 ] + k [O3 ] Sự phá hủy ozon (2O3Ỉ3O2) phần tầng bình lưu thường xảy xúc tác chất freon Chẳng hạn CCl2F2 (Freon 12) di chuyển tới phía tầng khí quyển, tác dụng tia tử ngoại bị phân hủy tạo thành nguyên tử Cl theo phản ứng sau: CCl2F2 7-4 hν CF2Cl + Cl (3) Nguyên tử Clo tác dụng chất xúc tác cho phân hủy ozon Bước thứ chế có Cl làm xúc tác xảy chậm mơ tả phương trình sau: Cl(g) + O3(g) → ClO(g) + O2(g) (4) Giả sử chế gồm hai bước, đề nghị bước chế cách viết phương trình phản ứng 7-5 Năng lượng hoạt hóa phá huỷ ozon có clo làm xúc tác 2,1kJ/mol, lượng hoạt hóa cho phản ứng khơng có clo làm xúc tác 14,0kJ/mol Đánh giá tỉ số số tốc độ phản ứng có xúc tác khơng có xúc tác 250C Cho hệ số A phương trình Arrhenius cho hai trường hợp 23 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài 8: Sự gấp khúc Protein Tổng điểm: 26 điểm Câu Điểm cho 8-1 8-2 8-3 8-4 8-5 8-6 8-7 2 4 Hầu hết protein thường tồn hai dạng, dạng tự nhiên (N) dạng không gấp khúc (U) Khi bị biến tính nhiệt tác dụng hóa học, bỏ qua nồng độ chất trung gian cân hai dạng Đối với protein cân hai dạng mơ tả phương trình hóa học đơn giản sau: N K(T) U Trong N U ký hiệu cho trạng thái gấp khúc (trạng thái tự nhiên) trạng thái biến tính protein, K(T) số cân nhiệt độ tuyệt đối T 8-1 Khi cân thiết lập, dạng tự nhiên dạng biến tính tồn với tỉ lệ số cân trình bao nhiêu? 8-2 Khi cân thiết lập, dạng tự nhiên dạng biến tính tồn với tỉ lệ biến đổi lượng tự chuẩn (∆G0(T)) trình bao nhiêu? Hãy viết kết theo đơn vị SI 8-3 Nếu (CN)eq (CU)eq ký hiệu cho nồng độ cân N U có dung dịch C tổng nồng độ protein, phần protein dạng biến tính so với tổng nồng độ đạt đến trạng thái cân cho biểu thức fU = (CU)eq/C Viết biểu thức tính fU chứa biến số số cân K Hãy trình bày cách tính tốn 24 Học liệu diễn đàn Olympiavn Khi protein bị biến tính nhiệt độ dung dịch tăng, phần protein bị biến tính tăng lên theo nhiệt độ hình sau: Điểm đường cong biến tính cho tọa độ fU = ½ T = T1/2 Trong T1/2 thường gọi nhiệt độ biến tính Tại giá trị cao T1/2, fU tăng lên cao ½ nhiệt độ thấp T1/2 , fU giảm nhỏ ½ 8-4 Cho biết dấu ∆G°(T) nhiệt độ thấp cao T1/2? Hãy chọn câu trả lời lựa chọn sau (a) Âm hai trường hợp T nhỏ lớn T1/2 (b) Dương hai trường hợp T nhỏ lớn T1/2 (c) Dương T nhỏ T½ âm lớn T T1/2 (d) Âm T nhỏ T½ dương T lớn T1/2 8-5 Năng lượng tự Gibbs chuẩn biến đổi trình bị thay đổi nhiệt độ (i) tăng lên giá trị T1/2 (ii) nhiệt độ giảm xuống giá trị T1/2? Chọn câu trả lời số câu sau: (a) Giảm hai trường hợp (b) Tăng lên hai trường hợp (c) Tăng lên T lớn T1/2 , giảm T nhỏ T1/2 (d) Giảm T lớn T½ , tăng lên T nhỏ T1/2 Động học q trình khơng gấp khúc tái gấp khúc thời gian gần lĩnh vực bắt đầu 25 Học liệu diễn đàn Olympiavn nghiên cứu mạnh mẽ Có thể viết lại cân hóa học q trình sau: N kf kb U Trong kf kb ký hiệu cho số tốc độ trình thuận nghịch tương ứng giả thiết hai trình thuận nghịch giai đoạn tuôn theo động học phản ứng bậc 8-6 Với trình biểu thị phương trình hóa học đơn giản giai đoạn động học dùng để mô tả trình gấp khúc-khơng gấp khúc protein Hãy cho biết quan hệ số cân K số tốc độ cân kf kb nào? 8-7 Hãy biểu diễn tốc độ trình chung dạng dCu/dt theo số tốc độ, CU (CU)eq 26 ... cacbon monoxit Thioure-S,S-dioxit, O2SC(NH2)2, có cấu trúc khung sau: H O S N H N H C O H 5-3 Vẽ cấu trúc Lewis thioure-S,S-dioxit với điện tích biểu kiến không nguyên tử 5-4 Dựa mơ hình thuyết sức... tạo thành (hoặc đi) O3, O2, O thời điểm t, với giả thi? ??t bước bất thuận nghịch 7-2 Để đơn giản hóa tính tốc độ phản ứng người ta thường đưa giả thi? ??t hợp lý Giả sử nồng độ nguyên tử O đạt cân đủ... tính, theo điều kiện gần thi? ??t lập phương trình tốc độ phản ứng dạng vi phân để biểu diễn phân hủy ozon hàm số nồng độ O2 O3 22 Học liệu diễn đàn Olympiavn 7-3 Một giả thi? ??t khác đề cập đến tốc