CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
PHỤ LỤC 1. CÁC HẰNG SỐ VÀ CÔNG THỨ C CẦN THIẾT Hằng số Avogadro
N A = 6,022 x 10 23 mol – 1
Phương trình trạng thái khí lý tưở ng ng
pV = = nRT
Hằng số khí
R = R = 8,314 J K – 1 mol – 1
Năng lượ ng ng Gibbs:
– TS G = H = H –
Hằng số Faraday
F = = 96485 C mol – 1
r G
Hằng số Planck
34 h = 6,626 x 10 – 34 J s
Vận tốc ánh sáng
c = 2,998 x 10 8 m s – 1
0o Celcius
273,15 K
o
o
RT lnK nFE cell
Phương trình Nernst Năng lượ ng ng photon Định luật
o
E E
E
hc
h
A log10
Lambert-Beer
RT c ox ln zF c red
I 0 I
c l
Trong tính toán hằ ng số cân bằng các giá trị nồng độ phải đượ c chuẩn hóa vớ i 1 mol L-1. Coi tất cả các khí là lý tưở ng. ng. PHỤ LỤC 2. B 2. Bảng tuần hoàn và khối lượng nguyên tử 1
18
1
2
H
He
1.01
2
13
14
15
16
17
4.00
3
4
5
6
7
8
9
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
Na Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
22.99
24.30
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
26.98
28.09
30.97
32.06
35.45
39.95
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
Ca Sc
Ti
K 39.10 37
Rb 85.47
40.08 44.96 47.87 38
Sr Y 56
Cs
Ba
132.91 137.33 88
Fr Ra -
40
-
5771
89103
V
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
52.00
Cr Mn Fe 54.94
55.85
58.93
58.69
63.55
65.38
69.72
72.64
74.92
78.96
79.90
83.80
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
Ru
Rh
Pd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Zr Nb Mo Tc
87.62 88.91 91.22
55
87
39
Co Ni
50.94
72
92.91
95.96
-
73
74
75
76
77
78
W
Re
Os
Ir
Pt
Hf Ta
Ag Cd
101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29 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
105
106
107
108
109
110
111
Rf Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
-
-
-
-
-
-
-
-
57
58
59
60
61
62
63
64
65
La
Ce
Gd
Tb
Pr Nd Pm Sm Eu
138.91 140.12 140.91 144.24 89
Ac -
90
91
Th
Pa
92
93
U Np
232.04 231.04 238.03
Br Kr
-
66
67
Dy Ho
68
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
98
99
Pu Am Cm Bk Cf Es -
-
1
-
-
-
-
100
101
102
Fm Md No -
-
-
103
Lr -
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
Forum OLYMPIAVN
K Ỳ THI CHỌN HỌC SINH GI ỎI QUỐC GIA NĂM 2012
Box HÓA HỌC
ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ 1
Ph ần 1:
CÂU
HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG - VÔ CƠ
1
p. 1. Sau giờ học, đầu to và mắ t cận đang thảo luận ở một góc lớ
Đầu to: Bài tập hôm nay có câu này lạ lắm nhé: “Nếu biết bán kính của nguyên tử bạc là 144
pm và khối lượng riêng là 10,5 g/cm3 thì có thể tính đượ c khối lượng riêng của vàng không?” M ắt cận: Hỏi lạ! Muốn tính khối lượng riêng phả i biết được bán mạng cơ sở chứ. Đề cho bạc mà hỏi vàng, thiế u dữ kiện quá nhiều.
kính nguyên tử và kiểu ô
Đầu to: Thế nếu cho r ằng cả hai kim lo ại đều k ết tinh ở cùng một kiểu ô mạng thì sao? M ắt c ận: Vậy cậu làm sao biết được bán kính của vàng khi ngườ i ta lại cho bạc. Vàng ở chu k ỳ 6 nên bán kính to hơn bạ c là hẳn r ồi, nhưng đâu có biể u thức nào liên hệ bán kính giữa các nguyên tử?
Đầu to: Ừ , ừ ha… Hay để hôm sau hỏi cô giáo xem .
Qua đoạn đối thoại trên, bạn hãy cho biết có thể tính đượ c khối lượng riêng của vàng hay không. Nếu có hãy đưa ra kế t qu ả c ụ th ể, còn nếu không hãy lậ p lu ận chứng minh theo m ột cách khác bạn mắ t cận. 2. K ết qu ả
xác định hàm lượng phóng xạ c ủa một m ẫu thiên thạch cho thấy trong đó có 1 ,21
g 206Pb và 4,4 g
238
U. Biết r ằng hằng số phân rã k = 4,5.109 năm.
a) Hãy tính tuổi của mẫu thiên thạch. b) Xác định tốc độ đầu của sự phân rã (phân rã/ phút). CÂU 2 1. Sử dụng thuyết trườ ng tinh th ể hãy giải thích các dữ kiện sau:
a) [Fe(CN)6]3- chỉ có 1e độc thân trong khi [Fe(H 2O)6]3+ có 5e độc thân. b) [Ni(CN)4]2- nghịch từ trong khi [NiCl 4]2- thuận từ. 2. Giả thiết ở một vũ khác. Cụ thể như sau:
trụ khác, bảng hệ thống tuần hoàn lại đượ c sắ p xế p theo một tr ật tự
• n luôn phải là số nguyên dương (n > 0) . • l nằm trong đoạn [0, n]. • ml luôn phải là số lẻ và nằm trong t ậ p Z. Vớ i ml dương thì l ml 2l , vớ i ml âm thì -2l ml -l. • m s có thể nhận hai giá trị 1/2. Vậy ứng với n = 4 có bao nhiêu nguyên tố
có thể có? 2
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
CÂU 3 1. Khi để tinh thể silic nguyên chấ t tiếp xúc với không khí ngay lậ p tức sẽ hình thành mộ t lớ p
mỏng oxit dày 1 – 2 nm trên bề mặt.
∆Go = -902000 + 174T (J/mol)
Si(r) + O2(k)⇌ SiO2(r) a) Chứng minh ph ản
ứng trên xảy ra tự phát ở 25 oC n ếu cho r ằng không khí là hỗ n h ợ p gồm
80% N2 và 20% O2. b) Một phương pháp bả o vệ được đề nghị là đặt tinh thể Si vào bình chân không để hạ áp suất oxy xuống mức 1.10-8 atm. Vậy ở 500 K phương pháp này có đạ t hiệu quả hay không? 2.
Một dung dịch chứa 160,0 g nước và 100,0 g canxi nitrat với điện cực than chì được điện
phân trong 12 giờ với dòng điện có cường đô 5,00 A. Khi kết thúc điện phân, khối lượng dung dịch giảm 41,9 g. Tính lượng canxi nitrat tetrahidrat (Ca(NO3)2·4H2O) tối đa có thể hòa tan được trong 100,0 g nước ở nhiệt độ này. 3. K ỷ niệm cột mốc dân số thế giới đạt 7 t ỉ
Một
điều r ất thú vị là mô hình sự phát triển dân số cũng khá tương đồng với mô hình độ ng
học các phản ứng đơn giản. Vào năm 1798 Malthus đã đưa ra công thức dN/dt = s ố sinh – số tử. Cho r ằng số người sinh ra và mất đi tỉ lệ tuyến tính với dân số thế giớ i.
a) Hãy lậ p một biểu thức thể hiện quá trình này. b) Cho biết phương trình thu được có khớ p với các dữ kiện đưa ra sau đây hay không ? Năm
1750
1825
1922
1960
1974
1987
2000
9
0,5
1
2
3
4
5
6
N.10 (tỉ)
CÂU 4 1. Hình dướ i là giản đồ Pourbaix (E-pH) của Mg2+ 0,02M.
Hãy cho biết: a) Thế khử chuẩn của cặ p Mg2+/Mg. b) K sMg(OH)2.. c) Thế của cặ p Mg(OH)2/Mg ở pH = 12. d) Cho biết Mg kim lo ại pH = 13 hay không ?
có bị ăn mòn ở E = 0,
2. Tiến
hành chuẩn độ 100 mL dung d ịch H 3PO4 0,1M b ằng 100 mL dung d ịch NaOH chưa rõ nồng độ. Lúc này hệ đã trở thành một pin nồng độ v ớ i th ế E = 0,3000 V (E o = 0,2000 V). Xác định C NaOH nếu biết r ằng K 1, K 2 và K 3 của H3PO4 lần lượt là 7,5.10-3 ; 6,2.10-8 ; 4,8.10-13.
3
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
CÂU
5
Cho một h ợ p chất A chưa biết màu nâu sẫm, trong đó có nguyên tố X chi ếm 34,06 % khối lượ ng. A phản ứng mãnh liệt với nướ c giải phóng một khí B r ất độc (trong B thì X chiếm 91,18% kh ối lượng) và mộ t hợ p chất ít tan C. B lậ p tức bốc cháy ngay khi tiếp xúc vớ i không khí sinh ra ngọ n l ửa màu xanh và chuyển thành đượ c hợ p chất D. Khi sục B qua dung dịch muối E sẽ xuất hiện k ết tủa F. Biết 1,00 g mu ối E phản ứng đượ c với lượng dư KBr sinh ra 1,11 g k ết tủa H. Hợ p chất I có công thức tương tự như công thứ c hợ p chất A nhưng nguyên tố X trong hợ p chất này đã đượ c thay thế bằng nguyên tố Y cùng phân nhóm chính, trong đó Y chỉ chiếm 18,9 % kh ối lượ ng. Hợ p chất Y phản ứng v ới nướ c sinh ra một khí Z có khả năng hòa tan hoàn toàn kế t tủa H.
Xác định các chất chưa biết trong đề bài.
4
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
Forum OLYMPIAVN
K Ỳ THI CHỌN HỌC SINH GI ỎI QUỐC GIA NĂM 2012
Box HÓA HỌC
ĐỀ THI LUYỆN TẬP SỐ 1
Ph ần 2:
HÓA HỌC HỮU CƠ
CÂU 1
1. a) Vẽ công thức cấu tạo có chú thích lập thể của đồng phân quang học (4aS , 5 R, 8a R) của chất C:
b) Vẽ công thức phối cảnh của cấu trạng bền nhất của chất trên. 2.
Khi thực hiện phản ứng hydro hóa (+)-Pulegon xúc tác Pd/C để điều chế hỗn hợp hai đồng phân
menton và isomenton, người ta thấy rằng có sự tạo thành của một sản phẩm phụ. Cho biết cấu trúc có thể có của sản phẩm phụ này và giải thích.
Biết rằng trong phản ứng hydro hóa trên, nối đôi C=O không thể bị khử. 3. Khi thực hiện phản
ứng Diels - Alder giữa buta-1,3-dien và etilen, hiệu suất của sự tạo
thành sản ph ẩm xiclohexan không cao như dự đoán. Thay vào đó, ngườ i ta nhận th ấy s ự t ạo thành một sản phẩm khác chiếm ưu thế hơn. Cho biết đó là sả n phẩm gì (không cần giải thích). CÂU
2
1. Xét phản ứng sau:
a) Biết rằng giai đoạn đầu của phản ứng là sự deproton hóa để tạo thành cacbanion. Hãy đề nghị hai cơ chế khả dĩ cho phản ứng trên.
5
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
b) Người ta chuẩn bị một hỗn hợp tỉ lệ 1 : 1 gồm: • Tác chất ở trên với 2 nhóm metyl đã bị đơteri hoá hoàn toàn. • Tác chất ấy nhưng 2 nhóm metyl không bị đơteri hóa (phương pháp đánh dấu đồng vị hai lần – double labeling ).
Sau khi phản ứng kết thúc hoàn toàn, hãy cho biết trong mỗi cơ chế được đề nghị ở trên, thành phần của sản phẩm sẽ gồm những chất nào? c) P hân
tích thành phần sản phẩm sau khi phản ứng kết thúc hoàn toàn, người ta thấy rằng có 4 sản
phẩm với hàm lượng % mỗi sản phẩm xấp xỉ bằng 25%, trong đó sản phẩm chứa 3 nguyên tử đơteri chiếm 50%. Hỏi cơ chế nào là phù hợp? Giải thích cho kết quả thu được. 2. Giải thích kết quả của 2 phản ứng sau:
CÂU 3 1.
Viết cấu trúc của hợp chất vòng, C18H21 NO4 được tạo thành từ phản ứng của 1 mol amoniac, 1mol
phenylaxetandehit và 2 mol etyl axetoaxetat. Làm thế nào để chất đó có thể chuyển thành dẫn xuất pyridin?
Cho biết Z là một hợp chất vòng sáu; khác với W, hợp chất V không làm mất màu dung dịch nước brom. Xúc tác cho sự chuyển hóa từ W sang V là than hoạt tính ở 600 oC. Hợp chất W được tổng hợp từ chuỗi phản ứng sau:
a) Xác định công thức cấu tạo của các chất W, X, Y, Z, V, A, B và viết các phương trình hoá học tương ứng của chuỗi phản ứng trên.
b) Xác định các đồng phân có thể có của Z. CÂU 4 1. Hoàn tất chuỗi phản ứng sau:
Đun h i lưu
Cho bi ết trong phản ứng (2), I2 đóng vai trò là một axit Lewis êm dị u. 6
CHEMISTRY
Chemistry: Our Life, Our Feature http://olympiavn.org
2. Hãy tổng hợ p ch ất sau đây từ xi clohexan và H2 không quá 3C không mang đồ ng vị 18O.
CÂU
18
O. Được phép dùng thêm các chấ t h ữu cơ
5
1. Cho biết cấu trúc của disaccarit A trong dãy chuyển hóa sau đây :
Giải thích tại sao sự thủy phân A cho hiệu suất sản phẩm mong muốn thấp. 2. Một heptapeptit bao g ồm
các aminoaxit sau: Asp, Leu, Lys, Met, Phe và Tyr. Xác đị nh
tr ật tự sắ p xế p peptit nếu biết r ằng:
a) Trypsin không cho sả n phẩm cắt mạch. b) Thoái phân Edman cho sả n phẩm có cấu trúc như hình bên c) Cắt mạch bằng Chymotrypsin cho m ột dipeptit, một
tetrapeptit (Leu, Lys, Met) và mộ t aminoaxit tự do. d) BrCN cho m ột dipeptit, một
tetrapeptit và một aminoaxit
tự do.
7
