IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi)

IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi) IChO 34 bài tập chuẩn bị và đáp án (vi)

Học liệu diễn đàn Olympiavn Kì thi Hóa học Quốc tế lần thứ 34 Groningen, Hà Lan - 14 tháng năm 2002 Bµi tập chuẩn bị Phần lí thuyết Lưu ý chung: Yêu cầu “tính” có nghóa phải nêu phương trình, công thức, số liệu cách giải để đạt kết quả! Bài số Sản xuất Ammoniac Ammoniac hóa chất quan trọng dùng để sản xuất phân urê nhiều sản phẩm khác Tổng hợp ammoniac diễn theo phản ứng thuận nghịch: N2 + 3H2 2NH3 Trong nhà máy sản xuất ammoniac, người ta điều chế hidro từ metan nước theo phản ứng: CH4 + H2O ⎯→ CO + 3H2 Nitơ lấy từ không khí oxi tách nhờ phản ứng với CO sau: O2 + 2CO ⎯→ 2CO2 Nitơ chiếm 80% không khí Các phản ứng tiến hành lò phản ứng xúc tác theo sơ đồ Sự lưu chuyển chất đánh số mũi tên Giả thiết chất phản ứng chuyển hóa hoàn toàn Lưu tốc ammoniac vị trí : n [NH3, ] = 1000 mol s–1 1-1 Hãy tính lưu tốc sau nhà máy theo mol s–1 n[H2,], hidro vị trí  n[N2,], nitơ vị trí  n[CH4,], metan vị trí  n[H2O,], nước vị trí  n[CO,], CO vị trí  Học liệu diễn đàn Olympiavn n[O2,], cuûa oxi vị trí  n[CO,], CO vị trí  Trong thực tế, hình thành ammoniac phản ứng thuận nghịch, chuyển hóa phần chất phản ứng Vì vậy, phân xưởng ammoniac phải trang bị phận tách chiết tái sử dụng nêu 1-2 Giả sử tái chế N2 + H2 rời phận tách chiết có lưu tốc gấp đôi lưu tốc NH3 Hãy tính lưu tốc N2 vị trí  lưu tốc H2 vị trí  Tại nhiệt độ T = 800 K, lượng Gibbs ba khí bằng: G (N2) = –8,3 × 103 J mol–1 G (H2) = –8,3 × 103 J mol–1 1-3 1-4 G (NH3) = 24,4 × 103 J mol–1 Hãy tính biến thiên lượng Gibbs (∆Gr) chuyển hóa mol N2 Dùng ∆Gr (câu 1-3), tính số cân Kr tạo thành NH3 Cho số khí: R = 8,314 J mol–1 K–1 Hằng số cân biểu diễn theo áp suất riêng phần chất phản ứng: p NH p Kr = p N P3H 1-5 1-6 1-7 Áp suất riêng phần ammoniac vị trí  phần x áp suất toàn phần: pNH3 = x ptot , x tính theo tỉ số nNH3 / ntot Suy biểu thức áp suất riêng pâh2n pN2 pH2 vị trí  Thay áp suất riêng phần vào Kr chuyển thành công thức tối giản Hãy tính x với p0 = 0,1 Mpa and ptot = 30 Mpa (Gợi ý: Kr tính câu 1-4) Bài số Myoglobin để dự trữ oxi Myoglobin (Mb) protein có chứa nhóm heme (sắt) Myoglobin enzim cho phép mang oxi Mỗi phân tử myoglobin liên kết thuận nghịch với nguyên tử oxi theo phương trình: Mb + O2 !"# MbO2 Khả mang oxi quan trọng cho động vật bơi nước cá voi Ta xét xem cá voi sử dụng myoglobin Học liệu diễn đàn Olympiavn Tỉ lệ Mb liên kết với oxi tăng theo nồng độ oxi: CO Y= ; Kc số CO + K C Oxi tan chút nước: lượng oxi hòa tan tỉ lệ thuận với áp suất oxi: CO2 ∝ pO2 Tỉ lệ Mb liên kết tương ứng với áp suất oxi bởi: pO Y= ; Kp số pO + K p Đồ thị cho thấy tương quan trên: 2-1 Hãy xác định trị số đơn vị số Kp công thức (dùng đồ thị) Phân tử Mb có kích thước 4,5 × 3,5 × 2,5 nm (nghóa Mb xếp vừa khít hộp có kích thước đó) Do phân tử có dạng elip nên tích khoảng phân nửa thể tích hộp Protein có khối lượng riêng khỏang 1400 kg m–3 Số Avogadro NA = 6,02 × 1023 mol– 2-2 Hãy ước lượng khối lượng phân tử Mb Cá voi thu lấy oxi cách hít thở không khí Chúng nước thời gian dài lượng oxi dự trữ Giả sử có 20% khối lượng cá voi myoglobin 2-3 Hãy tính số mol oxi cá voi dự trữ kilogam Oxi dùng để sản sinh lượng (nhiệt chuyển động) cách đốt cháy chất béo Phương trình tổng quát có dạng: (CH2)n + 1,5n O2 ⎯→ nCO2 + n H2O Năng lượng phóng thích từ kiểu phản ứng vào khoảng 400 kJ mol oxi Các động vật lớn, cá voi, cần tiêu thụ khoảng 0,5 W kg khối lượng bắp để giữ ấm di chuyển Học liệu diễn đàn Olympiavn 2-4 2-5 Hãy tính thời gian cá voi bơi nước Viết phương trình phản ứng phân tử chất béo thực: Bài số Hóa học Lactozơ Ở Hà Lan, lactozơ (đường sữa) sản xuất diện tương đối rộng với nguyên liệu cặn sữa chua (whey: sản phẩm phụ công nghiệp sản xuất phó mát) Lactozơ dùng thực phẩm cho trẻ em dạng thuốc viên Lactozơ disaccarit tạo hai monosaccarit D-galactozơ D-glucozơ Cấu tạo dạng công thức chiếu Haworth nêu Đơn vị monosaccarit bên trái D-galactozơ Lactose 3-1 Viết công thức chiếu Fischer D-galactozơ D-glucozơ D-glucozơ Ô trả lời D-galactozơ Ô trả lời 3-2 Sự thủy phân xúc tác axit lactozơ tạo D-galactozơ D-glucozơ Hãy dùng mũi tên công thức lactozơ thấy: (a) proton gắn vào nguyên tử oxi để thủy phân đạt hiệu (b) liên kết cacbon-oxi bị cắt đứt phản ứng thủy phân Học liệu diễn đàn Olympiavn (c) nguyên tử cacbon tham gia phản ứng với thuốc thử Fehling (tác nhân dùng để xác định đường khử) Ô trả lời (a) Ô trả lời (b) Ô trả lời (c) Sự thủy phân lactozơ ghép với phản ứng hidro hóa xúc tác kim loại tạo thành poliancol sorbitol galactitol, gọi theo thứ tự glucitol dulcitol 3-3 Viết công thức chiếu Fischer sorbitol galactitol Hãy cho biết hợp chất có quang hoạt hay không? Galactitol Sorbitol Tính quang hoạt: có / không Tính quang hoạt: có / không Ô trả lời Ô trả lời Trong quy trình công nghiệp, lactozơ đồng phân hóa thành lactulozơ, dược phẩm đường ruột Hidro hóa lactozơ tạo thành lactitol, rượu đa chức có 12C, chất làm calo thấp Cả hai quy trình tiến hành Hà Lan 3-4 (a) Viết công thức cấu trúc Haworth lactulozơ (Gợi ý: gốc glucozơ lactozơ đồng phân hóa thành đường xeton fructozơ) (b) Viết công thức cấu trúc Haworth lactitol Lactulozơ Ô trả lời Lactitol Ô trả lời Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số Tính lưu động (động học) nguyên tử hợp chất hữu Phương pháp đánh dấu đồng vị phóng xạ để khảo sát chế phản ứng hóa học hữu cơ, ví dụ 2H 17O, cung cấp thông tin hữu ích Kó thuật cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) đại “đọc” đơteri 2H đồng vị oxi 17O Ta xét ví dụ với đồng vị đánh dấu 4-hidroxibutan-2-on a, b, c, d nguyên tử hidro, x, y nguyên tử oxivà m nguyên tử cacbon 4-1 Chất xử lí với 2H2O pH = 10 Hãy xếp thứ tự trao đổi nguyên tử deuteri(2H) từ đầu đến cuối Đầu cuối 4-2 Tương tự, xử lí chất với H217O pH = 10 Hãy xếp thứ tự trao đổi 17O từ đầu đến cuối Đầu 4-3 cuối Phương pháp trao đổi có phù hợp với thay 13C vị trí m? Bài số Hướng đến hóa học xanh: Yếu tố E (E-factor) Tình trạng tốt đẹp xã hội đại tưởng tượng vô số sản phẩm tổng hợp hữu công nghiệp, từ dược phẩm giúp chiến thắng bệnh tật giảm bớt đau đớn đến loại phẩm màu cho nhu cầu mỹ thuật Mặt trái vấn đề nhiều trình tổng hợp lại tạo lượng chất thải đáng kể Giải pháp kìm hãm hóa học mà phải có công nghệ mới, Để lượng định trình thân thiện với môi trường hay không, người ta giới thiệu thuật ngữ “suất sử dụng nguyên tử” (atom utilization) “yếu tố E” (E-factor) “Suất sử dụng nguyên tử” có cách chia khối lượng phân tử sản phẩm điều chế cho tổng khối lượng phân tử tất chất thu phương trình phản ứng Yếu tố E lượng kg sản phẩm phụ ứng với kg sản phẩm cần điều chế Metyl metacrylat monome quan trọng để điều chế vật liệu suốt thủy tinh hữu (Plexiglas) Phương pháp cổ điển Học liệu diễn đàn Olympiavn Phương pháp đại Hình 1: Tổng hợp metyl metacrylat 5-1 Hãy tính suất sử dụng nguyên tử yếu tố E hai trình sản xuất metyl metacrylat cổ điển đại nêu hình Một ví dụ khác sản xuất eten oxit(xem hình 2) Phương pháp cổ điển tạo canxi clorua Ngòai ra, 10% eten chuyển thành 1,2-etandiol thủy phân Trong phương pháp trực tiếp đại người ta sử dụng xúc tác bạc Trong phương pháp này, 15% eten bị oxi hóz thành cacbon dioxit nước Phương pháp clohidrin cổ điển Phương trình chung: Phương pháp hóa dầu đại KLPT: 44 111 18 Hình 2: Tổng hợp eten oxit 5-2 Hãy tính suất sử dụng nguyên tử yếu tố E hai trình Bài số Độ tan chọn lọc Độ tan yếu tố quan trọng để đo lường ô nhiễm môi trường từ muối Độ tan chất định nghóa lượng chất hòa tan lượng dung môi để tạo dung dịch bão hòa Độ tan thay đổi nhiều tùy thuộc chất chất tan dung môi điều kiện thí nghiệm hiệt độ áp suất Độ pH khả tạo phức ảnh hưởng đến tính tan Dung dịch nước chứa đồng thời BaCl2 SrCl2 có nồng độ 0,01 M Câu hỏi tách hoàn toàn hỗn hợp cách thêm dung dịch natri sunfat bão hòa hay không? Tiêu chuẩn 99,9% Ba2+ kết tủa dạng BaSO4 SrSO4 phép lẫn không 0,1 % BaSO4 Các tích số tan cho đây: 6-1 Ksp (BaSO4) = × 10–10 Ksp (SrSO4) = × 10–7 Viết phương trình hóa học xảy Tính nồng độ ion Ba2+ Tính phần trăm Ba2+ Sr2+ sản phẩm tách Học liệu diễn đàn Olympiavn Sự tạo phức có ảnh hưởng quan trọng lên độ tan Phức chất tiểu phân tích điện bao gồm ion kim loại trung tâm liên kết với hay nhiều ligand Ví dụ Ag(NH3)2+ phức với ion trung tâm Ag+ ligand hai phân tử NH3 Độ tan AgCl nước 1,3 × 10 –5 M Tích số tan AgCl 1,7 × 10–10 Hằng số tạo phức (Kf) có trị số 1,5 × 10+7 6-2 Hãy tính để độ tan AgCl dung dịch ammoniac 1,0 M nước lớn nước nguyên chất Bài số Phổ UV phân tích Phổ UV thường dùng để xác định nồng độ chất dung dịch cách đo mật độ quang UV bước sóng định ánh sáng thấy ánh sáng cực tím Định luật Beer-Lambert cho biết mật độ quang tỉ lệ trực tiếp với nồng độ mol/L bước sóng cho trước: A = ε c l (ε độ hấp thụ mol hay hệ số tắt tính theo L mol–1 cm–1, chiều dài đường truyền tính theo cm, A = 10log lo/I) Bài xem xét nồng độ tối đa (max) tối thiểu (min) đo nồng độ oxi hóa khử Fe(II) phenanthrolin (ferroin) (λmax= 512 nm, ε = 10500 L mol–1 cm–1) 7-1 Tính nồng độ ferroin bé đo cuvét 1cm 512 nm, đo khác biệt cường độ sáng 2% 7-2 Tính nồng độ ferroin lớn đo cuvét 1cm 512 nm, phải có 2% ánh sáng tới đến đầu dò Thành phần phức kim loại M ligand L xác định nhờ phổ kế, phương pháp biến đổi liên tục, gọi phương pháp Job, tổng nồng độ M L giữ không đổi lúc tỉ lệ chúng thay đổi Đồ thị mật độ quang theo phân mol phức, phân mol xM = cM / (cM+cL) thay đổi (đo 552 nm) Học liệu diễn đàn Olympiavn 7-3 7-4 7-5 7-6 Hãy xác định thành phần phức trình bày cách tính Những hợp chất hấp thụ xM =0 ? Những hợp chất hấp thụ xM =1 ? Trình bày cách lập luận Tính tỉ số hệ số tắt M L Tính phần trăm ánh sáng tới truyền qua dung dịch theo xM=0 xM=1 Bài số Động học phản ứng Khảo sát động học phản ứng cung cấp thông tin thiết yếu chi tiết phản ứng Xem xét tạo thành NO phản ứng với oxi Sự tạo thành NO diễn theo phương trình: 2NOCl (k) ⎯→ 2NO (k) + Cl2 (k) Hằng số tốc độ k 2,6 × 10–8 L mol–1 s–1 300K 4,9 × 10–4 L mol–1 s–1 400K Hằng số khí R = 8,314 J mol–1 K–1 8-1 Dùng phương trình Arrhenius, tính lượng hoạt hóa tạo thành NO 8-2 Phản ứng NO với oxi sau: 2NO (k) + O2 (k) ⎯→ 2NO2 (k) Cơ chế đề nghị phản ứng cho k1 NO (k) + O2 (k) !"# NO3 (k) cân nhanh chóng k-1 k2 NO3 (k) + NO (k) ⎯⎯→ 2NO2 (k) bước giới hạn tốc độ Viết biểu thức tốc độ tạo thành NO2 dựa chế Bằng thức nghiệm, tốc độ phản ứng thỏa s = k [NO]2 [O2] Học liệu diễn đàn Olympiavn 8-3 Có thể rút kết luận nào: Cơ chế đề nghị không xác Cơ chế đề nghị xác Không thể kết luận từ thí nghiệm (Đánh dấu vào câu trả lời đúng) Bài số Liên kết lượng liên kết Có thể hiểu số trình diễn với muối tinh thể cách ước lượng lượng tương ứng với mô hình ion đơn giản ion có bán kính xác định điện tích số nguyên lần điện tích nguyên tố Mô hình dùng để mô tả sư phân li phân tử ion pha khí Sư phân li dẫn đến nguyên tử trung hòa, lượng phân li tính cách giả thiết tiến trình phản ứng bao gồm phân li thành ion tự do, trung hòa ion Đây chu trình Born-Haber Người ta đo lượng liên kết, lực electronvà lượng ion hóa phân tử hai nguyên tử sau: Năng lượng liên kết NaCl = – 464 kJ mol–1 Ái lực electron Cl = – 360 kJ mol–1 Năng lượng liên kết KCl = – 423 kJ mol–1 Năng lượng ion hóa Na = 496 kJ mol–1 Năng lượng liên kết MgCl = – 406 kJ mol–1 Năng lượng ion hóa thứ Ca = 592 kJ mol–1 Năng lượng liên kết CaCl = – 429 kJ mol–1 Năng lượng ion hóa thứ hai Ca = 1148 kJ mol–1 9-1 Thiết lập chu trình Born-Haber cho phân li NaCl thành nguyên tử trung hòa tính lượng phân li NaCl Giả thiết liên kết có chất hoàn toàn ion (100%) 9-2 Thiết lập chu trình Born-Haber cho phân li CaCl2 thành ba nguyên tử trung hòa tính lượng phân li CaCl2, giả thiết độ dài liên kết phân tử ba nguyên tử ngắn liên kết phân tử hai nguyên tử 9% Bài số 10 Bản chất photpho Photpho nguyên tố quan trọng có tự nhiên sản phẩm nhân tạo Ví dụ tiêu biểu photpholipit, axit nucleic ligand nhiều chất xúc tác hiệu suất cao Ngoài ra, phổ NMR-31P cung cấp thông tin có giá trị sản phẩm chứa P Đặc điểm phổ NMR-31P (tương tác với proton loại trừ nhờ decoupling (khử ghép cặp)) chuyển dời hóa học tương đối lớn với cấu trúc có cấu tạo tương quan (Ghi chú: chất đối quang khác biệt phổ NMR) Một diankyl photphit A điều chế từ hỗn hợp raxemic butan-2-ol diankyl photphit B từ chất quang hoạt (S)-butan-2-ol enantiomerically Phổ 31P khử ghép cặp 1H nêu hình Phổ B cho thấy có mũi có độ dời hóa học tín hiệu nhỏ A Ghi chú: Diankylphotphit có công thức (RO)2P–OH 10 Học liệu diễn đàn Olympiavn cao thường xúc tác chọn lọc cho đồng phân đối quang hỗn hợp triệt quang Trong hóa học đại enzim dùng cho nhiều trình tiến hành ống nghiệm, đặc biệt tổng hợp đồng phân quang học tinh khiết Thí nghiệm xem xét thủy phân N-axetyl-alanin với enzim axylaza I (acylase I) Sơ đồ phản ứng nêu đây: Hỗn hợp raxemic N-axetyl-alanin N-axetyl-alanin alanin Có thể theo dõi diễn tiến phản ứng dựa tạo thành alanin nhờ phản ứng với ninhidrin ninhidrin indan-1,2,3-trion alanin anion màu tím λmax = 592 nm Tiến hành: Hòa tan 262 mg (2,0 mmol) hỗn hợp raxemic N-axetyl-alanin 10 mL nước Sau thêm từ từ khuấy nhẹ dung dịch chứa 84 mg (2,0 mmol) liti hidroxit monohidrat mL nước Theo dõi pH giấy pH đến đạt pH = Thêm dung dịch acylase I (10 mg) nước đồng thời khuấy mạnh phút [ Điều chế dung dịch enzim cách thêm enzim vào mL nước lọc lọc thủy tinh nhỏ phủ với diatomit] Kế tiếp, thêm nước vào để thể tích tổng cộng đạt xác 20,0 mL Hỗn hợp phản ứng giữ nhiệt độ 37°C (chưng cách thủy) 60 phút Dùng ống tiêm pipet nhỏ lấy xác 0,25 mL dung dịch enzim cho vào ống nghiệm thêm 1,25 mL ninhidrin (Sigma N 1632), (1.25 mL) Đun nóng hỗn hợp nước sôi khoảng 20 phút, lúc có màu tím thẫm Sau để nguội, cho hỗn hợp vào dung dịch đệm có chứa dung dịch liti axetat M (pH = 5,2) vaø dimetyl sulfoxit theo tỉ lệ : ống đong 250 mL Điều chỉnh thể tích đến 250 mL Sau đo hấp thụ phổ kế λ = 592 nm Dùng ninhidrin dung dịch đệm (liti axetat dimetyl sulfoxit) để tham chiếu εpurple complex = 13350 L mol–1 cm–1 Ghi lại số liệu sau: Nồng độ ban đầu hỗn hợp raxemic N-axetyl-alanin Hấp thụ λë = 592 nm Tính số mmol alanin tạo thành phản ứng enzim Dùng định luật Lambert33 Học liệu diễn đàn Olympiavn Beer Tính phần trăm chuyển hóa Câu hỏi: 29-1 Alanin tạo thành có quang hoạt không? 29-2 N-axetyl-alanin không quang hoạt, quang hoạt hay tinh khiết mặt quang học chuyển hóa nhỏ 50%? 29-3 Cũng câu hỏi chuyển hóa đạt xác 50%? 29-4 Có thể chuyển hóa 50% hay không? Ghi quan trọng: Nếu thời gian cho phép, dừng phản ứng sau 10, 25, 40 60 phút để xác định nồng độ alanin trường hợp Từ đó, vẽ đồ thị biểu diễn nồng độ alanin theo thời gian, ước lượng thời gian phản ứng tối ưu Hóa chất cần thiết: Mã an toaøn: N-axetyl-alanin raxemic (265 mg) R-SAcylase I (10 mg) R-SLiti hidroxit (85 mg) R 23-34 S 45-26-27-36/37/39 Dung dòch ninhidrin (Sigma N1632) (2 mL) R 11-20/21/22-34 S 16-26-27-36/37/39 Dimetyl sunfoxit (khỏang 70 mL) R 36/37/38 S 26-36-23 Đệm liti axetat pH 5,2 R 20/21/22-63 S 22-36 34 Học liệu diễn đàn Olympiavn Hướng dẫn sơ lược cách giải Bài số Sản xuất Ammoniac 1-1 n[H2,] = 1500 mol s–1 n[N2,] = 500 mol s–1 n[CH4,] = 500 mol s–1 n[H2O,] = 500 mol s–1 n[CO,] = 500 mol s–1 n[O2,] = 125 mol s–1 n[CO,] = 250 mol s–1 1-2 n[N2,] = 500 mol s–1 n[H2,] =1500 mol s–1 1-3 ∆Gr = 82 × 103 J mol–1 1-4 Kr = 4,4 × 10–6 J mol–1 1-5 pN2 = (1/4) (1 – x) ptot pH2 = (3/4) (1 – x) ptot ⎛ 44 ⎜⎜ ⎝3 1-6 x2 Kr = (1 − x ) 1-7 x2 = 0,0418 (1 − x ) ⎞⎛ p o ⎟⎟⎜⎜ ⎠⎝ p tot ⎞ ⎟⎟ ⎠ Bài số Myoglobin để dự trữ oxi 2-1 Kp = 100 Pa 2-2 Thể tích Mb: 19,6875 × 10–27 m3 Khối lượng phân tử Mb = 16,6 kg mol–1 2-3 0,012 mol kg–1 2-4 40 phút 2.5 (CH2)3n+6 (CO2)3 H2 + (4,5n + 9,5) O2 Bài số 3-1 ¨ Hóa học Lactozơ Công thức Công thức D-galactozơ D-glucozơ 35 Học liệu diễn đàn Olympiavn 3-2 Trả lời ô a Trả lời ô b Trả lời ô c 3-3 Sorbitol Galactitol Công thức Công thức Quang hoạt: Có / không Quang hoạt: Có / không 3-4 Công thức Công thức Công thức Lactitol Lactulozơ, dạng furanozơ Lactulozơ, dạng pyranozơ Lactulozơ hỗn hợp dạng furanozơ pyranozơ theo tỉ lệ 4:6 Cho điểm tối đa học sinh làm hai dạng furanzơ pyranozơ Bài số Tính lưu động (động học) nguyên tử hợp chất hữu 4-1 a >> c, d > b 4-2 y>x 4-3 Không Bài số Hướng đến hóa học xanh: Yếu tố E (E-factor) 5-1 Hướng truyền thống: Mức tận dụng nguyên tử =0,47 hay 47% Yếu tố E = 1,15 Hướng xúc tác: Mức tận dụng nguyên tử = hay 100% Yếu tố E = 5-2 Hướng clohidrin truyền thống: Mức tận dụng nguyên tử = 0,25 hay 25% Hướng hóa dần đại: Mức tận dụng nguyên tử = hay 100% Hướng cổ điển: Yếu tố E = 3.37 Hướng đại: Yếu tố E = 0,49 Bài số Độ tan chọn lọc 6-1 Các phương trình: Ba2+ (aq) + SO42– (aq) Sr2+ (aq) + SO42– (aq) BaSO4 (r)↓ SrSO4 (r)↓ 36 Học liệu diễn đàn Olympiavn [SO42–] = × 10–5 M; [Ba2+] = 1/3 × 10–5M Lúc đầu, nồng độ Ba2+ 10–2M, ứng với hao hụt 0,033% Sự tách thỏa mãn tiêu chuẩn đề 6-2 Xét cân sau: AgCl (s) !"# Ag+ (aq) + Cl– (aq) Ag+ (aq) + 2NH3 (aq) !"# Ag(NH3)2+ (aq) Kết hợp: AgCl (s) + 2NH3 (aq) !"# Ag(NH3)2+ (aq) + Cl– (aq) Ktoàn thể = Ksp Kf = 2,6 × 10–3 Gọi x độ tan mol (mol L–1) AgCl biến đổi nồng độ AgCl tạo thành ion phức AgCl (s) + 2NH3 (aq) !"# Ag(NH3)2+ (aq) + Cl– (aq) Luùc đầu: 1,0M 0,0M 0,0M Phản ứng: – 2x M + xM + xM Đạt cân bằng: (1,0 – 2x) M + xM + xM Kf tương đối lớn, hầu hết ion Ag+ tồn dạng phức Khi chưa có NH3, cân bằng: [Ag+] = [Cl–] Sự tạo phức dẫn đến: [Ag(NH3)2+] = [Cl–] x.x K toàn thể = = 2,6 × 10–3 ⇒ x = 0,046 M (1,0 − 2x ) Kết có nghóa 4,6 × 10–2 M AgCl hòa tan L NH3 1,0 M Như vậy, tạo thành ion phức Ag(NH3)2+ gia tăng tính tan AgCl Trong nước nguyên chất, độ tan mol AgCl 1,3 × 10–5 M Bài số Phổ UV phân tích 7-1 cmax = 1,618 × 10–4 mol L–1 7-2 cmin = 0,95 × 10–6 mol L–1 7-3 Phức có dạng ML2 7-4 Với xM = 0: cM / cM + cL = 0; cM = vaø cL = Với xM = 1: cM / cM + cL = 1; cM = cL= Cả M L bị hấp thụ với AM = 1,0 AL = 0,5 theo thứ tự ε M = 2ε L 7-5 7-6 Với xM = 0, truyền 32% Với xM = 1, truyền qua 0% Bài số Động học phản ứng 8-1 Phương trình Arrhenius: log k = log A – Ea / 2,3RT Thay trị số k T: Ea = 98.225 kJ mol–1 37 Học liệu diễn đàn Olympiavn 8-2 Biểu thức s là: 8-3 b Cơ chế ñuùng d[NO2] = k2 [NO3][NO] ⇒ s = k2 K [NO]2 [O2] dt Bài số Liên kết lượng liên kết 9-1 Chu trình Born-Haber phân li NaCl thaønh Na vaø Cl: ⎯→ Na+ + Cl– NaCl ⎯→ Na + Cl Na+ + Cl– Năng lượng phân li = 328 kJ mol–1 9-2 Chu trình Born-Haber phân li CaCl2 thành Ca 2Cl: ⎯→ Ca2+ + 2Cl– CaCl2 Ca2+ + 2Cl– ⎯→ Ca + 2Cl Năng lượng phân lí thành nguyên tử = 630 kJ mol–1 Bài số 10 Bản chất photpho 10-1 Cấu tạo không gian Công thức Hợp chất meso I Meso II Công thức chiếu Fisher Hợp chất meso I Hợp chất A Công thức (S,S) Hợp chất B Công thức Công thức (R,R) Chỉ có (S,S) [dẫn xuất từ đồng phân quang học (S)butan-2-ol tinh khiết Hợp chất A Hợp chất B Công thức Công thức Công thức Công thức Meso II (S,S) (R,R) Chỉ có (S,S) (Gợi ý: Có thể so sánh cấu trúc meso 2,3,4-trihidroxypentan) 10-2 C: (CH3O)2P–OH tín hiệu 38 Học liệu diễn đàn Olympiavn D: [(CH3)2CHO]–P–OH tín hiệu E: (Ph–(CH3)CH2O)2P–OH ba tín hiệu 10-1 với tỉ lệ 1:2:1 (meso I: R,R + S,S : meso II) 10-3 10-4 Công thức (S,S) cho D(+) DOPA F (R,R) nên tạo L(–) DOPA Meso không đối xứng gương Không thích hợp để làm xúc tác 10-5 Chọn câu câu P tâm bất đối Hợp chất photpho có cấu hình tháp cấu hình bền vững (không nghịch chuyển) 10-6 Công thức (S,S) cho D(+) DOPA G (R,R) nên tạo L(–) DOPA Hợp chất meso không thích hợp chất xúc tác đối xứng gương 10-7 Chọn câu … câu … 10-8 Một tín hiệu, nhóm có tính đối xứng gương (R) Không bị chia tách 39 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 11 Độ tinh khiết quang học (Optical Purity) 11-1 Từ P Từø Q Công thức 11-2 Chọn câu … 11-3 Phổ (a) tỉ lệ 1:3 11-4 (b) tỉ lệ 1:1:3:3 Có tách chút ghép cặp với CH Phổ tỉ lệ 1:3 Bài số 12 12-1 Axit polilactic (Polylactic Acid) 12-2 40 Học liệu diễn đàn Olympiavn 12-3 12-4 =3 1–p Trước hết, tính lượng nước lại với mạch dài 100 đơn vị: [Este][Nước] K=4= [–OH][–COOH] U = 10 P = 100 Lượng nước tạo thành: pU Lượng nước = 178 g P= Bài số 13 Câu đố Hóa học 13-1 … 13-2 … 13-3 … 13-4 … 13-5 Không phản ứng với AgNO3 ⎯→ dẫn xuất clo mạch hở Hoặc công thức Bài số 14 Màu xanh gốm Delft Vitamin B12 14-1 Cấu hình electron Co2+: 14-2 14-3 Nếu 90% ánh sáng bị hấp thụ, độ truyền T 0,1 (10% truyền) Thay vào: A= –log I/Io ; A= ε * c * l ; c = 0,5 M 14-4 14-5 Cả ba mức oxi hóa có electron d chưa cặp đôi (d6, d7 d8) cấu hình spin cao đo phổ EPR ba mức oxi hóa Co+ có / không Co2+ có / không Co3+ có / không 41 Học liệu diễn đàn Olympiavn 14-6 14-7 × 1019 ion Coban 1234578 Bài số 15 15-1 Công thức Tổng hợp chất gây tê cục Công thức A Công thức B C Công thức D 15-2 E 15-3 Phân hủy tert-C4H9Cl Bài số 16 16-1 16-2 Cấu trúc Peptit Công thức Công thức FA AF Đây phản ứng nucleophil nhân thơm FF Công thức 42 Công thức AA + Công thức Học liệu diễn đàn Olympiavn 16-3 Công thức GALF GLAF Chỉ xác định vị trí G F, hai mảnh lại thông tin giúp xác định thứ tự AL hay LA Bài số 17 17-1 Ribonucleazơ Công thức Sản phẩm A Công thức Sản phẩm cuối B C 17-2 Lực tónh điện, liên kết hidro lực van der Waals 17-3 Có gốc Cys (Xác suất cho gốc ghép với 1:7.) Tỉ số phân tử hoạt động bằng: 1/105 Bài số 18 Động học Enzim 18-1 KA = KB = K'A = K'B = Vmax 18-2 v = + KA / [A] 18-3 18-4 18-5 Neáu [A] ⎯→ 0: v = Vmax [A]/ KA Ứng với động học bậc Nếu [A] ⎯→ ∞: v = Vmax Ứng với động học bậc không Ái lực mạnh tương ứng với KA bé v = ½ Vmax [A] = KA 18-6 Đồ thị 43 Học liệu diễn đàn Olympiavn 18-7 18-8 Mantozơ tác động chất ức chế cạnh tranh Bài số 19 Dendrimer: đại phân tử có dạng 19-1 a NH3 + CH2=CH–CN ⎯→ b c Cấu trúc d R = có mạch vị trí 19-2 19-3 Sau chu kì thứ nhất, có nhóm amin Sau chu kì, tổng số nhóm amin cuối 48 a Sau chu kì, dùng hết 93 mol H2 b Cũng tương tự cho acrylonitril (93 mol) c Bán kính 25Å Thể tích: 4/3 π r3 Bài số 20 Carvon 20-1 Số nguyên tử C: nC = 10 Số nguyên tử H: nH = 14 Số nguyên tử O: nO = 20-2 Carvon có công thức C10H14O vị trí không no 20-3 nhóm C=O 20-4 –OH (–CO2H không carvon có nguyên tử oxi) 20-5 Xem cấu trúc tài liệu giáo khoa giải thích phổ Bài số 21 Chuyển đổi lượng điện hóa 21-1 Nửa phản ứng (1) catốt 21-2 Nửa phản ứng (2) anốt 44 Học liệu diễn đàn Olympiavn 21-3 21-4 21-5 21-6 Anốt: Catốt: Phản ứng pin: 2H2 (k) + O2 (k) ⎯→ 2H2O (k) Thế điện cực chuẩn phản ứng anốt = V Thế điện cực chuẩn phản ứng catốt = + 1,23 V ∆Go = – nFE = –474,716 J CH4 (k) + (O2–, chất điện phân) ⎯→ 2H2O (k) + CO2 + e– O2 (k) + e– ⎯→ 2(O2–, chất điện phân) …………………………………………………………………… Anốt: Catốt: Phản öùng cuûa pin: 2H2 (k) + O2 (k) ⎯→ 2H2O (k) Bài số 22 Mixen 22-1 Thể tích mixen SDS = 39911,33 Å3 Thể tích phần nhân = 19160,77 Å3 Thể tích lớp Stern = 20750,56 Å3 22-2 Hằng số cân KM = … Thay vào ∆GM: … Tại CMC mixen: [M] =0 [S] ≈ [B] nên: ∆GM = RT ln[S] Với SDS: ∆GM = –23,86 kJ mol–1 Với TDAB: ∆GM = –21,01 kJ mol–1 22-3 Số amphiphil trung bình mixen Với SDS (Mr = 288) = 62,5 Với TDAB (Mr = 308) = 48,7 Bài số 23 23-1 BBr3 + PBr3 + 3H2 ⎯→ BP + 6HBr 23-2 Hình vẽ Hình vẽ BBr3 tam giác phẳng PBr3 hình tháp đáy tam giác 23-3 Cấu trúc khoáng ZnP 45 Học liệu diễn đàn Olympiavn 23-4 Cấu trúc FCC (lập phương tâm diện) nguyên tử B cho: Điểm góc: =1 Mặt: =3 Tổng cộng = Mỗi ô mạng tinh thể có nguyên tử photpho nguyên tử bo bao quanh theo đỉnh tứ diện 23-5 Khối lượng nguyên tử bo photpho 11 31 R = 2554 kg m3 23-6 Khoảng cách B–P 2,069 Å 23-7 Năng lượng mạng tinh thể BP: = 8489 kJ mol–1 23-8 Bậc phản ứng r = k [BBr3][PBr3] 23-9 k800 = 2272 L2 mol–1 s–1 k800 = 9679 L2 mol–1 s–1 23-10 ∆H = –R ln (k2/k1) × (1/T2 – 1/T1)–1 ∆H = 186 kJ mol–1 Bài số 24 Hiệu suất tính 75%, điểm nóng chảy =104–105oC 24-1 Cation tert-butyl 24-2 Trong phản ứng electrophil nhân thơm, nhóm metoxi kích hoạt mạnh định hướng nhóm tert-butyl vào vị trí ortho-para Công thức Ít xảy chướng ngại lập thể Bài số 25 • 2,5 mmol diaxit, cần mL NaOH 1,0 M bước 1; 2,5 mL bước • Thay đổi màu: từ không màu thành màu tím bước 1, từ màu đỏ thành màu vàng bước 25-1 a: pKa phenolphthalein pKa > 6,1 b: pKa metyl da cam pKa > 1,8 25-2 Giải thích theo phương án a Bài số26 • thu 360 mg, điểm nóng chảy = 125o C 26-1 46 Học liệu diễn đàn Olympiavn Bài số 27 • Hiệu suất tính 64%, điểm nóng chảy = 103,5–104,5 oC 27-1 Từ thí nghiệm 27-2 Từ thí nghiệm 27-3 Chu trình xúc tác Bài số 29 29-1 Có 29-2 Tính chất quang hoạt tăng 29-3 Tinh khiết phương diện quang học 29-4 Nếu enzim có tính chọn lọc cao: không Nếu enzim tính chọn lọc cao: có Trong trường hợp này, đồng phân đối quang bị thủy phân nhanh đồng phân lại chuyển hóa chậm 47 ... toàn tương tự nêu tập chuẩn bị kì thi Olympic Hóa học trước Gợi ý thực hành Bài thực hành năm có sử dụng thiết bị vi lượng Do lần sử dụng thức nên có hướng dẫn ngắn sau Các thiết bị vi lượng thủy... Một vài ví dụ thiết bị thí nghiệm vi lượng nêu Hình 26 Học liệu diễn đàn Olympiavn (a) Coät sắc kí (b) Thiết bị hoàn lưu Hình (a) Thiết bị thu khí (c) Thiết bị chưng cất phân đoạn (b) Thiết bị. .. M nước lớn nước nguyên chất Bài số Phổ UV phân tích Phổ UV thường dùng để xác định nồng độ chất dung dịch cách đo mật độ quang UV bước sóng định ánh sáng thấy ánh sáng cực tím Định luật Beer-Lambert