Bài 1 Tóm tắt về lịch sử hình thành vũ trụ GV Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm) Bài 1 Tóm tắt về lịch sử hình thành vũ trụ Hóa học là ngôn ngữ của sự sống Sự sống được hình thành bởi các n[.]
Trang 1GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm) Bài 1: Tóm tắt về lịch sử hình thành vũ trụ
Hóa học là ngôn ngữ của sự sống Sự sống được hình thành bởi các nguyên tử, phân tử và các phản ứng hóa học phức tạp Như vậy thì chúng ta vẫn còn có sự thắc mắc về cái bản chất nhất; nguyên tử
từ đâu đến Dựa vào một mô hình được chấp nhận rộng rãi có nội dung như sau: “Lịch sử của vũ trụ đượcbắt đầu từ 15 tỉ năm về trước qua một vụ nổ lớn và càng ngày vũ trụ càng nở rộng ra Lịch sử của toàn bộqúa trình hình thành vũ trụ có thể được xem xét trong từng thời điểm xảy ra sự kết hợp các tiểu phân sơ cấp thành những tiểu phân phức tạp, điều này xảy ra khi vũ trụ lạnh đi Tất nhiên sự sống hịên nay là mộthịên tượng đặc biệt xảy ra ở một nơi đặc biệt với một nhịêt độ lý tưởng là trái đất
Các nguyên tố nhẹ hầu hết là hydro và heli đã được tạo thành đầu tiên chỉ vài phút sau khi tạo thành vụ nổ Big Bang trong sự nở rộng nhanh chóng này và kết qủa là vũ trụ nhanh chóng bị lạnh đi Sao
là những tiểu phân đặc biệt của vũ trụ bởi vì trong qúa trình hình thành sao nhiệt đô có sự đảo ngược so với qúa trình hình thành vũ trụ Sao đóng vai trò rất quan trọng trong hóa học vì các nguyên tố nặng quan trọng cho sự sống đểu được hình thành bên trong các ngôi sao, ở vùng đó thì nhịêt độ đạt đến cỡ 10 triệu độ
Nhiệt độ khi có sự nở rộng vũ trụ được tính bởi biểu thức đơn giản:
T = 1010/t1/2
Với T là nhiệt độ trung bình của vũ trụ (K) và t là tuổi của vũ trụ (tính bằng giây) Các câu từ 1-1 đến 1-6 chỉ áp dụng mô hình trên Kết qủa tính có thể không làm tròn số nếu muốn
1.1 Ước lượng nhiệt độ của vũ trụ tại thời điểm 1s sau khi xảy ra vụ nổ, lúc này nhiệt độ đã trở nên
qúa cao để xảy ra phản ứng nhiệt hạch kết hợp các hạt proton và nơtron để tạo ra hạt heli
1.2 Xác định nhiệt độ của vũ trụ sau 3 phút biết phản ứng tổng hợp hạt nhân heli lúc này xảy ra gần
như hoàn toàn
1.3 Xác định tuổi của vũ trụ khi nhiệt độ đạt 3000K biết lúc này các nguyên tử đầu tiên đã được hình
thành do sự kết hợp của các hạt nhân hydro và heli với electron
1.4 Phân tử ổn định đầu tiên trong vũ trụ chỉ có thể được hình thành sau khi nhiệt độ sinh ra của sự nở
rộng vũ trụ trở nên rất thấp (xấp xỉ 1000K) để ở đó có thể xảy ra được sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử để hình thành phân tử, xác định tuổi của vũ trụ lúc này
1.5 Tính nhiệt độ trung bình của vũ trụ sau 300 triệu năm biết lúc này đã xuất hiện ngôi sao và các dải
thiên hà đầu tiên
1.6 Xác định nhiệt độ của vũ trụ vào thời điểm hiện nay
1.7 Hoàn thành chuỗi sau một cách logic, xem như 99% nguyên tử trong vũ trụ đã được mở rộng bao
gồm hydro và heli
a – (-) – (-)
a) các quark → proton và nơtron
b) 1014 tế bào → cơ thể người
c) C, H, N, O → H2; CH4; NH3; H2O (trong không gian đầu tiên giữa các vì sao)
d) proton, hạt nhân heli, electron → nguyên tử H, He
e) protein, axit nucleic, màng → tế bào đầu tiên
f) proton, nơtron → hạt nhân heli
g) H2; He; CH4; NH3; H2O; bụi → hệ mặt trời
h) Nguyên tử H, He → sự ion hóa lại chúng dẫn đến sự hình thành sao và thiên hà
i) proton, hạt nhân heli (nguyên tố nhẹ) → các nguyên tố nặng như C, N, O, P, S, Fe, U, sự cháy của sao
j) H2; CH4; NH3; H2O; … → aminoaxit, đường, bazơ nitơ, photpholipit trên trái đất
Bài 2: Hydro trên vũ trụ
Hydro là nguyên tố chiếm lượng nhiều nhất trên vũ trụ, chiếm 75% trong số các nguyên tố Phần còn lại hầu hết là heli và một lượng nhỏ các nguyên tố khác Hydro không hẳn là phong phú nhất nhưng
nó là chất để tạo nên các nguyên tố khác
Hydro có với hàm lượng lớn ở các ngôi sao như mặt trời Chính vì vậy dải ngân hà Milky Way với
cỡ 100 tỉ ngôi sao có trữ lượng hydro rất lớn Khoảng cách giữa các ngôi sao trung bình là vài năm ánh sáng Có cỡ hơn 100 tỉ ngân hà trong vũ trụ Khu vực giữa các dải ngân hà là không gian trống Ví dụ dải
Trang 2GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
ngân hà Milky Way cách dải ngân hà “hàng xóm” Andromeda 2 triệu năm ánh sáng Lại một lần nữa hydro là hợp phần sơ cấp chính yếu của vùng không gian giữa các ngân hà Mật độ trung bình trong vùng không gian này (nhiệt độ là 2,7K) là một nguyên tử/1m3
2-1 Tính tốc độ trung bình v = (8RT/πM)1/2 của nguyên tử hydro trong vùng không gian giữa các ngân hà
2-2 Tính thể tích của vùng trụ tròn xoay được tạo thành bởi sự va chạm của các nguyên tử hydro trong 1sbằng cách nhân tốc độ với diện tích mặt cắt ngang πd2 (d là đường kính nguyên tử H = 1.10-8cm) Các nguyên tử có tâm nằm trong vùng trụ này cũng chịu sự va chạm
2-3 Tính số va chạm trong 1s của nguyên tử hydro bằng cách nhân thể tích trên với mật độ nguyên tử Cần bao nhiêu năm để nguyên tử hydro gặp nguyên tử khác trong vùng không gian giữa các ngân hà.2-4 Tính quãng đường tự do λ của nguyên tử hydro trong vùng liên ngân hà với λ là khoảng cách trung bình mà các tiểu phân phải di chuyển trước khi va chạm
Trong vùng không gian trống giữa các ngân hà thì nguyên tử hydro rất phong phú, mật độ là 1 nguyên tử/cm3 Nhiệt độ trong vùng này là 40K
2-5 Tính tốc độ trung bình của nguyên tử hydro trong vùng này
2-6 Tính λ
2-7 Tất cả các dữ kiện trên cho biết điều gì về các phản ứng hóa học trong không gian?
Bài 3: Phổ của các nguyên tử trong vùng giữa các ngôi sao:
Nguyên tử trong vùng giữa các ngôi sao thỉnh thoảng mới gặp nhau Khi chúng gặp nhau (tương
tự như trên bề mặt băng) thì chúng tạo ra phân tử hoặc gốc tự do Vài trong số các tiểu phân này được coi như là có vai trò quan trọng trong việc hình thành sự sống đã được nhận dạng bằng các phương pháp phổ khác nhau Phổ hấp thụ của các tiểu phân có thể nhận được bằng cách sử dụng một bước sóng kích thích
để khơi mào Người ta cũng đã nhận được phổ phát xạ từ các tiểu phân bị kích thích này Các phân tử hai nguyên tử đơn giản như CH và CN cách đây hơn 60 năm cũng đã được nhận diện trong vùng không gian này
3 - 1 Điện trường phát ra từ vùng không gian giữa các ngôi sao có một tính chất đặc biệt về mặt năng lượng và rất gần với nhiệt độ của vật đen tuyệt đối Dựa vào định luật Wilen, bước sóng λ tương ứng với cường độ ánh sáng cực đại phát xạ từ vật đen tuyệt đối ở nhiệt độ T được cho bởi công thức
Tλ = 2,9.10-3 m.K Giả thiết vùng không gian giữa các ngôi sao có nhiệt độ 100K Hãy tính năng lượng (ra Jun) của một photon tương ứng với pic phân rã ở vật đen tại cùng nhiệt độ
Khi phân tử có momen lưỡng cực khác 0 quay, điện trường phát xạ có thể bị phát ra hoặc được hấp thụ Phổ tương ứng với chuyển động quay của phân tử được gọi là phổ vi sóng bởi vì điện trường được sinh ra ở vùng bước sóng ngắn Năng lượng quay của phân tử hai nguyên tử được tính bởi hệ thức
EJ = J(J+1)h2/8π2l với J là số lượng tử quay, h là hằng số Planck I là momen qúan tính = µR2 Số lượng tửquay J là một số nguyên tăng dần từ 0 và khối lượng nguyên tử rút gọn µ được cho bởi biểu thức m1m2/(m1 + m2) đối với phân tử hai nguyên tử (m1 và m2 là khối lượng của hai nguyên tử trong phân tử) R là độdài liên kết
3 – 2 Cacbon monoxit là tiểu phân nhiều thứ hai trong vùng không gian giữa các ngôi sao sau hydro Hãychỉ ra trạng thái chuyển quay (J) ứng với mức năng lượng quay thấp nhất? Mức năng lượng này đối với phân tử 12C16O là bao nhiêu (J)? Biết rằng độ dài liên kết C – O là 113ppm So sánh năng lượng chuyển tiếp của CO với năng lượng tính được ở câu 3 – 1 Kết qủa này cho thấy gì? Sự phân bố của các phân tử trong các mức năng lượng khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ khơi mào, điều đó ảnh hưởng đến phổ hấp thụ và phát xạ như thế nào?
Trang 3GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
Hình 3 -1: Phổ dao động của trạng thái chuyển tiếp quay của 12C16O ở 115,270MHz
đường cong trên ứng với nhiệt độ mà ở đó không khí hóa lỏng còn đường cong dưới
ứng với nhiệt độ của nước đá khô (Tham khảo: O.R.Gilliam; C.M Johnson và W.Gordy
.Phys Rev vol 78 (1950) p 140)
3 – 3 Phương trình tính mức năng lượng quay có thể áp dụng được đối với sự quay của phân tử hydro Tuy nhiên do hydro không có momen lưỡng cực nên sự chuyển mức năng lượng có ∆J = 1 bị cấm Thay vào đó người ta nhận được tín hịêu rất yếu của sự chuyển mức năng lượng có ∆J = 2 Tính nhiệt độ của vùng không gian giữa các ngôi sao lúc năng lượng của photon ở cường độ cực đại gần giống như năng luợng chuyển mức của phân tử hydro (1H2) giữa hai mức J = 0 và J = 2 Biết độ dài liên kết H – H là 74pm
Bài 4: Định luật khí lý tưởng ở tâm mặt trời:
Sự sống của trái đất chỉ có thể diễn ra khi có nguồn năng lượng từ mặt trời Mặt trời là một ngôi sao điển hình thuộc về nhóm sao hydro - cháy (qúa trình đó là sự phân hạch chứ không phải oxy hóa) gọi là trườngsao chính Lõi mặt trời chứa 36% hydro và 64% heli (He - 4) về khối lương Dưới điều kiện nhiệt độ và
áp suất cao bên trong mặt trời nguyên tử mất tất cả các electron và cấu trúc trung hoà điện của một nguyên tử trở nên không thích hợp Vùng không gian vốn dĩ chỉ có thể chứa electron trong nguyên tử bây giờ lại có thể chứa được cả proton, hạt nhân heli và tất nhiên là electron Trạng thái bền vững đó được gọi
là plasma Ở tâm của mặt trời thì có khối lượng riêng là 158g/cm3 và áp suất là 2,5.1011 atm
4 – 1 Tính số mol proton, hạt nhân heli và electron kết hợp/cm3 trong tâm mặt trời
4 – 2 Tính phần trăm không gian bị chiếm bởi các tiểu phân khí hydro ở 300K và 1atm trong hydro lỏng
và trong plasma ở tâm mặt trời Tỉ trọng của hydro lỏng là 0,09g/cm3 Bán kính của một tiểu phân hạt nhân có thể được tính từ biểu thức r = (1,4.10-13)/(KLNT)1/3 Giả thiết rằng thể tích của một phân tử hydro thì gấp 2 lần nguyên tử và nguyên tử hydro có dạng hình cầu và có bán kính là bán kính Bohr (0,53.10-8
cm)
4 – 3 Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng, xác định nhiệt độ ở tâm của mặt trời và so sánh kết qủa thu được với nhiệt độ sinh ra khi thực hiện phản ứng nhiệt hạch từ hydro thành heli (1,5.107K)
Bài 5: Bầu khí quyển
Hệ mặt trời được hình thành cách đây 4,6 tỉ năm trước từ một vùng đám mây khí ở vùng giữa các ngôi sao, ở trong đó có nhiều hydro, heli cùng với một lượng nhỏ bụi và các khí khác
5 – 1 Tuổi của hệ mặt trời có thể được xác định bằng tỉ số khối lượng hai đồng vị Pb – 206 và U – 238 trong đá mặt trăng Viết phản ứng hạt nhân tổng quát của phản ứng chuyển U – 238 thành Pb – 206
5 – 2 Chu kỳ bán hủy của phản ứng phân rã α đầu tiên của 238U (238
92U →234
90Th + 4
2He) là phản ứng chậm nhất trong toàn chuỗi, chu kỳ bán huỷ của 238U là 4,51.109 năm Xác định tỉ lệ khối lượng giữa Pb –
206 và U – 238 trong đá mặt trăng từ đó dẫn đến tuổi của hệ mặt trời
Hydro nguyên tử và heili rất hiếm trên trái đất bởi vì nó vốn đã thoát ra ngoài vũ trụ từ khi hình thành trái đất Vận tốc thoát ra là vận tốc nhỏ nhất của một tiểu phân hay một vật thể (Ví dụ: phân tử khí hay tên lửa) cần để thắng được lực hút của trái đất Vận tốc thoát ra của một vật thể với khối lượng m từ Trái Đất có thể được xác định bằng cách cân bằng lực hấp dẫn GMm/R với động năng 0,5mv2 Lưu ý rằngkhối lượng m là như nhau và tất nhiên vận tốc thoát không phụ thuộc vào khối lượng vật thể tuy nhiên lại phụ thuộc vào khối lượng trái đất
Trang 4GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
tử có vận tốc thoát nhanh hơn so với nitơ phân tử mặc dù vận tốc thoát khí hoàn toàn không phụ thuộc vào khối lượng của vật thể thoát ra
Thành phần hóa học của bầu khí quyển phụ thuộc vào nhiệt độ của hành tinh (cái này lại phụ thuộc vào nhiệt độ bên trong của hành tinh đó, khoảng cách từ hành tinh đó tới mặt trời v.v…), các hoạt động kiến tạo và sự tồn tại của cuộc sống
Duới sự truyền nhiệt của mặt trời và ảnh hưởng của ánh sáng, gió mặt trời thì các phản ứng nhiệt hạch chuyển hydro thành heli xảy ra Lúc này thì những hành tinh gần mặt trời (Thuỷ Tinh, Kim tinh, Hoả tinh, Trái đất) mất hầu hết các khí như hydro và heli, metan, nitơ, nước, cacbon monoxit v.v… Các nguyên tố nặng như sắt và niken dưới ảnh hưởng của trọng lực sẽ chuyển vào phần tâm của hành tinh và
sẽ phóng xạ sinh ra nhiệt lượng, điều đó dẫn tới nhiệt độ bên trong của các hành tinh này tăng lên Các khí “bị bẫy” như CO2 và H2O thì sẽ chuyển lên bề mặt Thứ tự thoát ra của các khí từ hành tinh ra ngoài không gian phụ thuộc vào tốc độ phân bố Tỉ lệ giữa số phân tử khí với tốc độ thoát ra càng lớn chừng nàothì khí đó càng dễ thoát ra không gian chừng đó
5 – 5 Hãy chọn hành tinh mà áp suất khí quyển và thành phần khí quyển phù hợp với dữ kiện nêu trên Giải thích
Cho biết nhiệt độ bề mặt trung bình và bán kính của các hành tinh này như sau:
Venus (Sao Kim): 730 K; 6,052 km
Earth (trái đất): 288 K; 6,378 km
Mars (Sao Hoả): 218 K; 3,393 km
Jupiter (Sao Mộc): 165 K; 71,400 km
Pluto (Sao Diêm Vương): 42 K; 1,160 km
Áp suất (in atm) hàm lượng (%) hành tinh
5 – 6 Viết công thức Lewis cho H2; He; CO2; N2; O2 và CH4 Chỉ ra tất cả các electron hóa trị
5 – 7 Tất cả các bầu khí quyển của các hành tinh nêu trên đều là các phân tử và nguyên tử ở nhiệt độ sôi Nhiệt độ sôi phụ thuộc bậc nhất vào độ có cực của phân tử, cái này có thể được xác định bởi độ có cực của liên kết và góc liên kết Phân tử không có cực chỉ chịu ảnh hưởng của tương tác khuếch tán và điều này dẫn đến nhiệt độ sôi thấp, điều này khác biệt với những phân tử có cực Hãy xếp các phân tử sau: H2; He; N2; O2 và CH4 theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi và giải thích
Bài 6: Sự khám phá ra khí trơ
Các phân tử như H2; N2; O2; CO2 và CH4 ở bài 5 được sinh ra thong qua sự liên kết hóa học giữa các nguyên tử Mặc dù khái niệm hóa trị đã được biết đến từ thế kỷ XIX nhưng những hiểu biết cơ bản vềbản chất của liên kết hóa học không hề được biết đến trong một thời gian dài Mỉa mai thay, chính sự khám phá ra các khí trơ không có khả năng hoạt động hóa học mới có thể xác định được manh mối để giải thích bản chất của liên kết hóa học
Năm 1882, Reylight quyết định xác định lại một cách chính xác tỉ trọng của các khí để kiểm tra lạigiả thiết của Prout
6 – 1 Nội dung của giả thiết Prout? Nếu Rayleight sử dụng giả thiết của Prout thì sao?
Để loại oxy và thu được nitơ tinh khiết thì Rayleight sử dụng một phương pháp của Ramsay Bọt khí được sục qua dung dịch amoniac lỏng sau đó cho đi qua một ống đựng Cu nóng đỏ Ở đó oxy không khí sẽ kết hợp với nitơ trong amoniac Lượng dư amoniac bị loại ra bằng axit H2SO4 Nước cũng đồng
Trang 5GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
thời bị loại đi Diện tích bề mặt của Cu trong qúa trình này tăng lên và có thể dựa vào nó để làm chỉ thị Thời gian miếng đồng sáng càng lâu thì NH3 làm việc càng tốt
6 – 2 Tính khối lượng phân tử của N2 bằng phương pháp này Lưu ý rằng ở thời của Rayleight thì vẫn chưa biết đến sự tồn tại của argon trong mẫu và chính điều này dẫn đến sự thay đổi tỉ trọng (MN =
6 – 5 Với phương pháp này thì khối lượng phân tử của N2 thu được là bao nhiêu?
6 – 6 Rayleight cực kỳ ngạc nhiên khi tỉ trọng của N2 thu được ở cả hai phương pháp chỉ khác nhau rất ít(cỡ phần ngàn) Xác định sự khác nhau của kết qủa hai câu 6 – 3 và 6 – 5
6 – 7 Để xác định nguyên nhân của mâu thuẫn này thì Rayleight sử dụng oxy tinh khiết thay cho oxy không khí Điều này đã làm mâu thuẫn thay đổi như thế nào?
6 – 8 Nitơ cũng như oxy không khí có thể được loại bỏ khi đun nóng với Mg (hoạt động hóa học mạnh hơn Cu) Kết qủa là xuất hiện một khí chỉ chiếm 1% về hàm lượng trong không khí đã được phân lập Tỉ trọng của khí này là bao nhiêu so với không khí?
6 – 9 Phân lập khí này từ 5cc không khí thì người ta nhận được một vạch phổ không thể nhìn thấy được Một tính chất khác đáng lưu ý của khí này là tỉ số giữa các nhiệt dung (Cp/Cv) ở tỉ lệ cao nhất có thể là 5/3 Các kết qủa nhận được chỉ ra rằng toàn bộ chuyển động của phân tử là (…) Như vậy khí Ar ở trạng thái đơn nguyên tử
(1): điện
(2): sóng
(3): quay
(4): tịnh tiến
6 – 10 Tính khối lượng khí Argon trong một toà nhà 10x10x10m
Năm 1894, Rayleight và Ramsay thong báo sự tìm ra Ar Sự khám phá ra các khí trơ khác (He,
Ne, Kr, Xe) tiếp theo đó và từ đó dẫn đến việc hình thành một nhóm mới trong bảng HTTH Kết qủa là Rayleight và Ramsay nhận được hai giải Nobel về hai lĩnh vực Vật Lý và Hóa học vào năm 1904
6 – 11 Tên nguyên tố thỉnh thoảng bắt nguồn từ tên tiếng Hy Lạp hay tiếng La Tinh và nó chỉ ra các đặc điểm vè tính chất hay việc tìm ra nguyên tố Hãy nối tên nguyên tố ứng với nghĩa tương ứng
Bài 7: Tính tan của muối
Độ tan của kim loại và muối của chúng đóng một vai trò quan trọng trong lịch sử trái đất, nó có thể làm thay đổi hình dạng của bề mặt Trái đất Xa hơn, độ tan là một công cụ để làm thay đổi bầu khí quyển của Trái Đất Khí quyển Trái đất nguyên thủy rất giàu CO2 Nhiệt độ trên bề mặt của Trái đất nguyên thuỷ cao hơn nhiệt độ sôi của nước do có sự phun trào nham thạch Khi trái đất lạnh đi thì mưa bắt đầu và các đại dương nguyên thủy được hình thành Tiếp đó các kim loại và muối của nó tan vào trong các đại dương này và làm cho đại dương trở nên kiềm hơn Ngoài ra một lượng lớn CO2 từ không khí cũng hòa tan vào đại dương CO2 có trong các khoáng cacbonat cũng bắt nguồn từ bầu khí quyển nguyên thủy này
Vào thời điểm cuộc sống bắt đầu cách đây 3,8 tỉ năm và qúa trình quang tổng hợp của vi khuẩn phát triển cách đây 3 tỉ năm thì oxy phân tử được tạo ra như là một đồng sản phẩm của tổng hợp quang hóa Oxy phản ứng với các ion kim loại trong biển dẫn đến việc hình thành các oxit kim loại với độ tan bénổi lên trên bề mặt và sau đó dần dần khô đi trở thành đất liền qua các qúa trình kiến tạo phức tạp Quặng sắt và nhôm thô trước đây và bây giờ vẫn là những vật liệu quan trọng trong xã hội loài người
Bây giờ ta sẽ xem xét vấn đề về độ tan qua các halogenua bạc Ksp tương ứng của AgCl và AgBr lần lượt là 1,8.10-10 và 3,3.10-13
7 – 1 Lượng dư AgCl được thêm vào để ngăn qúa trình ion hóa của nước Tính nồng độ của ion Cl- nằm cân bằng với AgCl rắn Tính toán tương tự với Br-
Trang 6GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
7 – 2 Giả thiết rằng 0,100L dung dịch Ag+ 1,00.10-3M được thêm vào dung dịch chứa Cl- có cùng thể tích
và nồng độ Vậy nồng độ Cl- trong dung dịch khi đạt đến cân bằng là bao nhiêu? Phần trăm của tổng lượng clo trong dung dịch là bao nhiêu?
7 – 3 Giả thiết tương tự cho Br-
7 – 4 Kết qủa thu được ở hai thí nghiệm tiến hành ở câu 7 – 2 và 7 – 3 là rất khác nhau vì lượng chính xác của thể tích và nồng độ vẫn chưa được biết Tính lại kết qủa ở câu 7 – 2 và 7 – 3 nếu [Ag+] = 1,01.10-
3M
Bây giờ ta lại giả thiết rằng dung dịch có [Ag+] = 1,00.10-3M được thêm từ từ vào 0,100L dung dịch chứa đồng thời 2 anion Cl- và Br- có cùng nồng độ là 1,00.10-3M
7 – 5 Bạc halogenua nào sẽ kết tủa trước? Mô tả hiện tượng xảy ra lúc này
7 – 6 Xác định % Br-, Cl- , Ag+ trong dung dịch và trong kết tủa sau khi thêm 100mL; 200mL và 300mL dung dịch Ag+
Bài 8: Phương pháp vật lý để xác định số Avogadro
Số Avogadro là một hằng số cơ bản quan trọng trong Hóa học Tuy nhiên qúa trình tìm ra giá trị chính xác của số này phải mất một thời gian khá dài Avogadro (1776 – 1856) không hề biết có con số mang tên ông như ngày nay Cho đến khi ông mất thì số Avogadro chỉ có thể được xác định từ các tính chất của chất khí cũng như từ hệ số khuếch tán và độ nhớt, kết qủa gần đạt được giá trị 5.1022 Số
Avogadro như hiện nay đã biết (6,02.1023) chỉ được xác định chính xác vào đầu thế kỷ 20 Sau đây chúng
ta sẽ xét những con đường này
8 – 1 Tại cân bằng nhiệt, xác suất tìm thấy một phân tử với khối lượng m và chiều cao h phụ thuộc vào phương trình Boltzmann exp[E(h)/kB.T] với kB là hằng số Boltzmann Như vậy mật độ phân bố hạt theo
độ cao được tính bằng biểu thức:
exp ) (
) (
0ρ
ρ
a) Các tiểu phân hình cầu có đường kính 0,5µm và tỉ trọng 1,10g/cm3 thì lơ lửng trong nước (có tỉ trọng là 1,00g/cm3) ở 20oC Tính khối lượng hiệu dụng m của các tiểu phân chịu sự hiệu chỉnh sứcnổi
b) Bây giờ mật độ của các tiểu phân với khối lượng hiệu dụng chịu sự phân bố theo độ cao Trong một thí nghiệm mà ta có thể xác định được sự phân bố của các tiểu phân theo phương thẳng đứng người ta đo được mật độ giảm từ độ cao h đến 1/e lần mật độ tại ho ở khoảng cách 6,40.10-3cm Tính kB
c) Tính số Avogadro sử dụng hằng số Boltzmann và hằng số khí R (R = 8,314J/mol.K)
8 – 2 Số Avogadro có thể thu được bằng phương pháp chiếu tia X vào một đơn tinh thể Khối lượng riêngcủa tinh thể NaCl là 2,165g/cm3 Mạng tinh thể NaCl được cho ở hình dưới Khoảng cách từ tâm của ion
Na+đến ion Cl- sát cạnh là 2,819.10-8cm Tính số Avogadro
Trong cấu trúc tinh thể muối ăn (lập phương tâm diện) thì có sự lồng ghép vào nhau giữa hai mạng lập phương đơn giản của cation và anion Một ô mạng cơ sở chứa 4 anion (8 ở đỉnh chung cho 8 ô mạng cơ sở dẫn đến mỗi ô mạng có 1 anion; 6 ở tâm của các mặt bên và một mặt chung cho 2 hộp dẫn đến mỗi ô mạng 3 anion) Một ô mạng cơ bản chứa 4 cation
8 – 3 Khi tiến hành thí nghiệm với giọt dầu rơi thì năm 1913 Millikan đã xác định được điện tích cơ bản
là 1,593.10-19 Culông Tính số Avogadro từ giá trị này và số Faraday tương đương với điện tích đó
(Millikan sử dụng kiểu chuyển đổi 1 Faraday = 96496 Culông)
Trang 7GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm) Bài 9: Xác định số Avogadro bằng phương pháp điện hóa
Theo định nghĩa thì số Avogadro là số nguyên tử có chính xác trong 12g 12C Số Avogadro được khuyến khích sử dụng bởi CODATA (Hội đồng thẩm định giá trị khoa học và kỹ thuật) vào năm 2002 là 6,0221415(10).1023 với số ở trong ngoặc là chỉ một chuẩn khác khác với chuẩn trên ở hai số cuối
Số Avogadro có thể được xác định bởi phương pháp điện hóa Cường độ và thời gian đo được dùng để xác định số electron đi qua tế bào điện hóa từ biểu thức Q = It Điện cực đồng được sử dụng để điện phân dung dịch H2SO4 0,5M Trong qúa trình điện phân đồng tan ra ở anot và nguyên tử Cu chuyển thành ion Cu đi vào dung dịch, ở bề mặt catot thì khí hydro được giải phóng từ phản ứng khử hydro trong dung dịch axit Kết qủa thí nghiệm như sau:
Khối lượng anot giảm: 0.3554g
Cường độ dòng điện: 0,601A
thời gian điện phân: 1802s
Biết rằng điện tích của 1e là 1,602.10-19C
9 – 1 Viết phản ứng xảy ra ở anot và catot
9 – 2 Tính điện lượng đi qua mạch
9 – 3 Tính số electron tham gia trong qúa trình điện phân
9 – 4 Tính MCu
9 – 5 Với MCu = 63,546g/mol hãy tính NA
9 – 6 Sai số so với giá trị của chuẩn CODATA là bao nhiêu?
9 – 7 Cũng có thể sử dụng một phương pháp khả thi khác là thu tất cả khí H2 và sử dụng M(H2) để xác định số Avogadro Tính khối lượng của H2 thoát ra và cho biết trong trường hợp này phương pháp đó có thể tiến hành được hay không?
Bài 10: Entanpy, entropy và tính bền vững
Tất cả các biến đổi hóa học trong các vật thể vô sinh cũng như hữu sinh đều tuân theo các định luật của nhiệt động lực học Hằng số cân bằng của các phản ứng được xác định bởi biến thiên năng lượng
tự do Gibbs mà nó lại phụ thuộc vào biến thiên entanpy, entropy cũng như nhiệt độ
10 – 1 Điền vào chỗ trống (a – f) với tất cả những thong tin phù hợp với thông tin đã cho ở trên:
Hằng số cân bằng Keq
Biến thiên entropy ∆S
Biến thiên entanpy ∆H
Biến thiên năng lượng tự do ∆G
b) Liên quan mật thiết đến độ mạnh của liên kết ( )
c) Đo được sự biến đổi này một cách ngẫu nhiên ( )
d) Phụ thuộc vào lượng của chất ban đầu và sản phẩm ( )
Cân bằng sau tồn tại ở pha hơi biểu diễn sự phân ly của một hợp chất cộng giữa phân tử cho D và hợp chất nhận BX3
D ⋅ BX 3 (k) ↔ D(k) + BX 3 (k)
Kp = [D][BX 3 ]/[D·BX 3 ]
10 – 2 Hằng số phân ly Kp ở 100oC của phân tử hợp chất cộng Me3N.BMe3 và Me3P.BMe3 tương ứng là 0,472 và 0,128atm Tính ∆G của phản ứng cho mỗi hợp chất và từ đó hãy cho biết hợp chất nào bền vững hơn
10 – 3 Biến thiên ∆So của sự phân ly là 45,7cal/mol.K đối với Me3N.BMe3 và 40,0cal/mol.K đối với
Me3P.BMe3 Tính ∆H phân ly của mỗi hợp chất và cho biết hợp chất và cho biết hợp chất nào có mối liên kết giữa các phân tử trung tâm mạnh hơn? Giả thiết rằng ∆H và ∆S không phụ thuộc vào nhiệt độ
10 – 4 Ở 100oC thì yếu tố nào gây ảnh hưởng mạnh hơn đến độ bền của các hợp chất cộng này: T∆S hay
∆H
10 – 5 Ở nhiệt độ nào thì Me3N.BMe3 bền nhiệt động hơn Me3P.BMe3? Giả thiết rằng ∆H và ∆S không phụ thuộc vào nhiệt độ
Bài 11: Axit và bazơ Lewis
Axit và bazơ rất quan trọng đối với cuộc sống Các Aminoaxit đều có các nhóm mang tính axit và tính bazơ DNA và RNA là những axit nucleic chứa các bazơ như adenin, guanin, thymin, xitozin và
Trang 8GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
uraxin Như vậu, hiểu biết về axit – bazơ trên phương diện hóa học là rất quan trọng để hiểu biết sự sống Lavoisier đặt tên cho nguyên tố ông tìm được là oxy bởi vì nguyên tố đó có khả năng hình thành được cácaxit trong tự nhiên, điều này cũng đồng thời biểu thị độ âm điện cao của nó Lewis đã xây dựng một định nghĩa về axit và bazơ và lại một lần nữa độ âm điện là trung tâm để hiểu về thuyết axit – bazơ của Lewis
11 – 1 Mô tả cấu trúc phân tử BX3 và hãy chỉ ra kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm
11 – 2 Kiểu lai hóa này thay đổi như thế nào khi bo halogenua tạo thành một hợp chất cộng với một bazơnhư pyridin (C5H5N)? Cấu trúc xung quanh nguyên tử bo thay đổi có phù hợp hay không khi X là F hay I.Sắp xếp dãy BF3; BCl3; BBr3 trong sự tăng dần tính axit Lewis xét trong cấu trúc nêu trên
11 – 3 Độ âm điện là một phần quan trọng khác để xác định tính axit theo Lewis Hãy sắp xếp dãy BF3; BCl3 và BBr3 trong sự tăng dần tính axit theo Lewis phụ thuộc duy nhất vào độ âm điện của nguyên tố halogen (hiệu ứng cảm ứng)
11 – 4 Sự hình thành sản phẩm cộng sinh ra giữa Bo halogenua (axit Lewis) và piridin (bazơ Lewis) là toả nhiệt hay thu nhiệt? Axit Lewis nào sẽ cho biến thiên entanpy lớn nhất trong qúa trình hình thành sản phẩm?
11 – 5 Cho dù trạng thái lai hóa là tuyệt nhất để tính toán độ mạnh của các bo halogenua dưới các điều kiện đang xét thì trạng thái lỏng của các chất này có thể được sử dụng để tham khảo độ an toàn vì bo halogenua là các chất lỏng không phân cực
Biến thiên entropy khi khuấy trộn hỗn hợp lỏng gồm có bo halogenua va nitrobenzen ∆H1 và khi trộn hỗn hợp trên với pyridin thì thu được ∆H2 được cho ở dưới:
BX3(l) + C5H5N(sol) → C5H5N×BX3(sol)
11 – 6 Bo halogenua cũng cho các mức độ phản ứng khác nhau đối với H2O; BF3 cho sản phẩm cộng bềntrong khi BCl3 và BBr3 phản ứng mãnh liệt với nước ở nhiệt độ dưới 20oC Xác định các sản phẩm A, B, C
BF 3 + H 2O → A
BCl 3 (hay BBr 3 ) + 3H 2O → B + C
11 – 7 Loại liên kết nào được hình thành trong BX3 giữa nguyên tử trung tâm bo và một trong số các halogenua của nó có cặp e không liên kết để thoả mãn quy tắc bát tử Giải thích liên kết thêm vào này có ảnh hưởng như thế nào đến tính axit của BX3
Bài 12: Cân bằng độ tan trong dung dịch đệm:
Các phản ứng sinh hóa chỉ xảy ra trong môi trường đệm Ví dụ: pH của máu xấp xỉ 7,4 do tác dụng đệm của các muối cacbonat, photphat và các protein Rất nhiều các phản ứng trong phòng thí nghiệm cũng đều được tiến hành trong các dung dịch đệm Trong bài này chúng ta sẽ xét cân bằng độ tan trong dung dịch đệm
12 – 1 440mL khí H2S có thể hoà tan được trong 100mL nước ở 25oC Tính nồng độ mol của H2S trong dung dịch này Giả thiết rằng sự hoà tan không làm thay đổi thể tích nước
12 – 2 Giả thiết rằng cân bằng được thiết lập sau khi dung dịch FeCl2 0,01M được bão hoà bởi H2S bằngcách sục H2S qua dung dịch này
Trang 9GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
Bỏ qua các số hạng nhỏ trong phương trình cân bằng điện tích (5) để có thể xác định [H+] và [Fe2+] Để cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo kết tủa FeS thì nên tăng pH hay giảm pH? Khi tăng pH lênmột đơn vị thì [Fe2+] bị ảnh hưởng như thế nào?
12 – 3 Hãy điều chỉnh pH cuối của dung dịch FeCl2 0,01M bão hòa H2S sao cho nồng độ Fe2+ từ 0,010M xuống đến 1,0.10-8M
12 – 4 Bạn muốn sử dụng dung dịch đệm gồm axit axetic (HOAc)/natri axetat (NaOAc) để cố định nồng
độ 1,0.10-8M của Fe2+ đã nói ở trên Giả thiết rằng bạn chuẩn bị dung dịch đệm bằng cách trộn dung dịch axit axetic và natri axetat trong bình định mức Một lượng vừa đủ CH3COOH được thêm vào để đạt được nồng độ 0,10M Coi như phản ứng tạo kết tủa sinh ra H+ (Fe2+ + H2S → FeS(s) + 2H+), Hãy tính nồng độ của CH3COONa để có thể nhận được [Fe2+] = 1,0.10-8M sau khi cân bằng được thiết lập? Biết
Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5
12 – 5 Tính pH của dung dịch đệm trên
Bài 13: Thế khử, năng lượng tự do Gibbs và tính tan:
Các hạt proton, nơtron và electron là ba loại hạt sơ cấp quan trọng trong Hóa học Các tiểu phân này chiếm 2 vùng: proton và nơtron chiếm vùng trung tâm của hạt nhân và electron chiếm phần không gian xung quanh hạt nhân
Sự trao đổi nơtron không hề xảy ra trong các phản ứng hoá học Proton (ion hydro) trao đổi trong các phản ứng axit – bazơ Sự trao đổi electron chỉ xảy ra trong các phản ứng oxy hóa – khử Các phản ứng oxy hóa - khử rất quan trọng trong cuộc sống Phản ứng tổng hợp quang hóa và sự hô hấp là hai qúatrình quan trọng nhất Phản ứng oxy hóa - khử cũng là chìa khóa cho phép xác định được các đại lượng nhiệt động học được nêu trong bài:
Cho biết các thông tin sau:
AgBr(s) + e– → Ag(s) + Br–(aq) E° = 0.0713 V
ΔGf°(NH3(aq)) = –26.50 kJ/mol
ΔGf°(Ag(NH3)2+(aq)) = –17.12 kJ/mol
BrO3(aq) +1.491 V→ HOBr +1.584 V→ Br2(aq) ? → Br–(aq)
13 – 4 Tính độ tan của AgBr trong dung dịch NH3 0,100M ở 25oC
13 – 5 Một tế bào điện hóa sử dụng điện cực hydro tiêu chuẩn làm anot có phản ứng chung là:
Br2(l) + H2(g) + 2 H2O(l) → 2 Br–(aq) + 2 H3O+(aq)
Ion Ag+ được đưa thêm vào cho đến khi AgBr kết tủa ở catot và [Ag+] đạt đến mức 0,0600M Tế bào điện hóa đo được có E = -1,721V Tính ∆Eo của tế bào
13 – 6 Xác định độ tan của brom ở dạng Br2(aq) trong nước ở 25oC
Bài 14: Xác định hàm lượng ozon trong không khí:
Ozon giúp bảo vệ và làm giảm mức độ nguy hiểm đối với cơ thể sống Lượng oxy ở bầu khí quyển Trái đất bắt đầu được hình thành cách đây hai triệu năm và cũng đồng thời trong qúa trình đó lượng ozon ở thượng tầng khí quyển cũng tăng lên Lớp ozon có tác dụng chắn rất hiệu qủa các tia cực tím và điều đó đảm bảo cho cuộc sống Giờ đây, tầng ozon đã bắt đầu bị suy giảm nồng độ và điều này làm xuất hiện một lỗ thủng, đây là một vấn đề đáng báo động Nhưng ở tầng thấp thì ozon rất có hại vì nóđóng một vai trò quan trọng trong việc sản sinh ra khói mù quang hóa
Một phương pháp đơn giản để xác định nồng độ ozon ở tầng thấp của bầu khí quyển được trình bày như sau: Không khí được sục qua một dung dịch nước đã được axit hóa chứa anion iodua và ozon trong khí quyển sẽ oxy hóa I- thành I3- thông qua phản ứng sau (chưa cân bằng):
O 3 (g) + I − (aq) → I 3-(aq) + O 2 (g) (1)
Vào thời điểm cuối của qúa trình xác định thì người ta xác định nồng độ triiodua bằng phương pháp phổ UV – Vis ở bước sóng 254nm
+1.441 V
Trang 10GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
Không khí được sục qua 10mL dung dịch chứa lượng dư KI trong 30 phút và dưới các điều kiện sau: p = 750 bar; T = 298K; tốc độ sục = 250mL/ph Độ hấp thụ của I3-(aq) được đo ở cuvet dày 1,1cm bằng cách sử dụng thiết bị đo quang được trang bị một tế bào quang hóa Điện trở của mẫu trắng và của dung dịch lần lượt là 12,1kΩ và 19,4kΩ Hệ số hấp thụ mol của dung dịch I3- được xác định là 2,4.105.M-
1.cm-1 Ở các đơn vị thông dụng khác thì hằng số khí là R = 8,314472J.K-1.mol-1 = 0,08205746L.atm.K
-1.mol-1 = 62,3637L.torr.K-1.mol-1 = 1,987 cal.K-1.mol-1
14 – 1 Cân bằng phản ứng (1)
14 – 2 Viết công thức Lewis cho ozon
14 – 3 Tính số mol ozon có trong mẫu không khí
14 – 4 Giả thiết rằng không khí trơ trong điều kiện đang xét Tính nồng độ ozon (phần tỉ - ppb) trong mẫu
Bài 15: Hóa học của các vấn đề cứu sống trong các túi khí
Các phản ứng hóa học cũng có thể bảo vệ con người tránh khỏi thương tích hay cái chết Các phảnứng hóa học sau được sử dụng để sản sinh ra ngay lập tức một lượng lớn khí nitơ bên trong các túi khí của các xe có động cơ:
10Na + 2 KNO3 → K2O + 5Na2O + N2(g) (2)
K2O + Na2O + SiO2 → kiềm silicat (“thủy tinh") (3)
15 – 1 Viết công thức Lewis của anion azit và phân tử N2
15 – 2 Cần bao nhiêu gam NaN3 và KNO3 để sinh ra đủ nitơ để có thể được chứa đầy trong túi khí 15L ở
50oC và 1,25atm
15 – 3 Viết phương trình phân hủy nitroglyxerin Cuối cùng hãy cân bằng phản ứng phân hủy chì azit (chất nổ) Các phản ứng phân hủy của natri azit, nitroglyxerin và chì azit giống nhau ở điểm nào?
15 – 4 Viết và cân bằng phản ứng giữa natri azit và axit sunfuric để tạo ra axit hydrazoic và natri sunfat
15 – 5 Khi 60g natri azit phản ứng với 100mL axit sunfuric 3M thì sinh ra bao nhiêu gam axit hydrazoic?
Bài 16: Xúc tác cho phản ứng tổng hợp amoniac:
Việc tổng hợp amoniac là một ví dụ quan trọng chứng tỏ được sự ứng dụng của hóa học vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống con người Cho dù các cơ thể sống có thể sử dụng được nitơ để tổng hợp các hợp chất cách đây hang ngàn năm thì loài người chỉ mới biết cách tổng hợp amoniac cách đây gần
100 năm mà thôi
Amoniac là nguồn cung cấp nguyên tử nitơ qúy giá để tổng hợp các aminoaxit và là một phần quan trọng để sản xuất phân bón Nhóm amin có thể dễ dàng chuyển hóa thành nhóm nitro, trong qúa trình điều chế các loại thuốc nổ như TNT thì điều này đã được ứng dụng Toàn thể giới đã sản xuất ra được hơn 100 triệu tấn amoniac (nhiều thứ hai sau axit sunfuric) Tuy nhiên lượng amoniac do thiên nhiênsản xuất ra lại nhiều hơn trong công nghiệp Amoniac được tổng hợp từ nitơ và hydro nhưng do liên kết trong phân tử nitơ rất bền nên không thể tổng hợp được amoniac bằng các cách thông thường nếu như không sử dụng các điều kiện khắc nghiệt hay sử dụng chất xúc tác Trong những năm đầu thế kỷ XX thì phương pháp Haber – Bosch đã được áp dụng và phát triển, đây là phương pháp dùng để tổng hợp
amoniac ở nhiệt độ và áp suất cao và đó cũng là những điều kiện được sử dụng trong công nghiệp ngày nay Với những đóng góp to lớn cho những công trình này thì Haber (1918) và Bosch (1931) đã được traotặng giải thưởng Nobel
16 – 1 Trước tiên chúng ta sẽ xét xem phản ứng này có khả thi hay không trên phương diện nhịêt động học Tính biến thiên entropy của phản ứng: N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) Biết biến thiên entropy chuẩn của
N2; H2 và NH3 lần lượt là: 191,6; 130,7 và 192,5 J/mol.K Entropy của hệ tăng hay giảm, nếu nó giảm thì đâu là nguyên nhân để cho phản ứng xảy ra tự phát?
16 – 2 Để xác định phản ứng là toả nhiệt thì chúng ta hãy xem xét phản ứng tổng hợp nước từ H2 và O2 Phản ứng này có toả nhiệt hay không? nối hợp chất với ∆Ho
Trang 11GV: Mai Văn Đạt Trường THPT Lê Thế Hiếu (Sưu tầm)
nguyên tử hóa chính là năng lượng liên kết của phân tử nitơ (940kJ.mol-1) và hằng số A của phản ứng là
1013 s-1 Áp dụng phương trình Arrhenius hãy tính hằng số tốc độ phản ứng nguyên tử hóa ở 800oC Khi tadùng chất xúc tác thì năng lượng họat hóa giảm đi một nửa, hãy tính hằng số k vào lúc này
Lượng chất xúc tác được sử dụng trong công nghiệp là rất lớn Ở các nhà máy mà mỗi ngày có khả năng sản xuất ra được 1000 tấn amoniac thì lượng chất xúc tác tiêu thụ mỗi ngày là 100 tấn Thêm vào đóxúc tác Fe vốn đã được sử dụng từ quy trình Haber – Bosch thì bây giờ xúc tác được sử dụng là Ru Phức kim loại có thể tạo được liên kết với nitơ và hydro cũng đang được nghiên cứu là một chất xúc tác đồng thể cho phản ứng tổng hợp amoniac ở dạng dung dịch
16 – 5 Phản ứng giữa chất phản ứng và xúc tác kim loại không tan có thể xảy ra trên bề mặt kim loại, nhưvậy thì tốc độ xúc tác chịu ảnh hưởng của bề mặt chất xúc tác Tính số mol nitơ hấp phụ trên một kg xúc tác Fe Giả thiết chất xúc tác gồm những hình lập phương có thể tích 1µm3 (hạt rất mịn) và cả 6 mặt của khối lập phương đều có thể hấp phụ nitơ Biết khối lượng riêng của Fe là 7,86g/cm3 và mỗi phân tử nitơ
bị hấp phụ trên bề mặt chiếm một diện tích là 0,16nm2
16 – 6 Nếu phản ứng xảy ra trong dung dịch thì ta thêm vào đó một chất xúc tác có khối lượng phân tử 500g/mol được tổng hợp để tạo liên kết với phân tử nitơ thì có bao nhiêu phân tử nitơ liên kết trên 1kg chất xúc tác? Giả thiết rằng một phân tử chất xúc tác liên kết được với một phân tử N2 So sánh kết qủa với kết qủa câu 16 – 2 (dùng xúc tác Fe)
16 – 7 Trong khi amoniac được tổng hợp trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao thì trong tự nhiên amoniac được tổng hợp từ nitơ không khí có áp suất xấp xỉ 0,8atm Các enzym được sử dụng trong phản ứng tổng hợp NH3 từ nitơ không khí được gọi là enzym nitrogenaza Đó là những protein có chứa các ion
Fe hay Mo Phản ứng tổng hợp NH3 từ N2 không khí là một qúa trình chuyển electron từ phản ứng: N2(g) + 8H+ + 8e-→ 2NH3(g) + H2(g).16 phân tử ATP được sử dụng trong phản ứng Trong phản ứng này thì phân tử ATP phân huỷ thành ADP và photphat vô cơ đồng thời giải phóng một năng lượng là 30,5kJ/mol Tính năng lượng sinh ra khi tổng hợp 1 mol NH3 sử dụng enzym nitrogenaza Biết mỗi ngày có ít nhất 400kJ năng lượng được sử dụng để tổng hợp NH3 trong công nghiệp hóa chất
Bài 17: Từ cát đến chất bán dẫn:
Hóa học là động lực cho cuộc sống và đồng thời làm cho cuộc sống phong phú thêm Trong hang ngàn năm các hoạt động của con người đã ứng dụng cát vào rất nhiều việc Gương được làm từ cát, thấu kính được làm từ gương và được dùng làm kính viễn vọng, kính hiển vi, kính đeo mắt và các dụng cụ thuỷ tinh trong các phòng thí nghịêm hóa học
Gần đây, cát được bắt đầu sử dụng làm vật liệu bán dẫn Một trong số các nguyên tố có lượng lớn trong vỏ trái đất là silic, nó được tìm thấy ở dạng chứa các liên kết Si – O Silic oxit (SiO2) có lượng lớn trên bề mặt trái đất
β - crystobalit, một dạng cấu trúc của oxit silic
17 – 1 Có bao nhiêu nguyên tử Si và O trong một ô mạng cơ sở của β - crystobalit?
17 – 2 Đề xuất một dạng lai hóa có thể có của Si trong cấu trúc trên và hãy dự đoán góc liên kết O-Si-O
SiO2 trơ, chỉ phản ứng với HF và phản ứng này được ứng dụng trong việc khắc chữ lên kính trong việc chế tạo chất bán dẫn
SiO2(s) + 6HF(aq) → A(aq) + 2H+(aq) + 2H2O(l)
17 – 3 Xác định công thức phân tử A
Silic có thể nhận được bằng cách đun nóng oxit silic với than cốc (một dạng thù hình của cacbon)
ở 3000oC trong hồ quang điện