Đáp án cho đề thi kì thi hóa học olimpic quốc tế lần thứ 37

Giải thích: Từ cấu trúc cộng hưởng của amit cho thấy nó có một phần điện tích âm trên nguyên tử oxy và một phần điện tích dương trên nguyên tử nitơ.. Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng

Trang 1

ĐÁP ÁN:

1.1 Thứ tự sắp xếp các chất theo nhiệt độ sôi: C > B > A

Giải thích: Từ cấu trúc cộng hưởng của amit cho thấy nó có một phần điện tích âm trên nguyên tử oxy và một phần điện tích dương trên nguyên tử nitơ Amin bậc 1 và bậc 2 có liên kết hydro mạnh hơn amin bậc 3 (Propanamit: 79oC; N-metylaxetamit: 28oC và

N,N-dimetylfomamit: -61oC)

1.2 Câu b

1.3

1.4 27

H

N

N H

H

H O

OH O

O

Gly - Gly - Gly

hay

H3N

N

H

H O

O O

O

1.5 Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng phân quang học

1.6 Khả năng liên kết với PAGE giảm dần theo thứ tự F > D > E

1.7

Trang 2

O

H

O

H

1

8 Chất e

2.1

O

CO2Me

CO2Me 2.2 Tất cả đều đúng

2.3 12,1 : 87,9 hay 12,2 : 87,8

2.4 a, b đúng; câu c sai

2.5

2.7

Trang 3

CHO H HO

H HO

CH2OH 2.8 25

3.1

H2C

Cl

O

N H

O

O O

O 3.2 d

3.3 e

3.4 a

3.5

H:

3.6 trans

3.7 K

3.8 C3

4A – 1 Cấu trúc đường thẳng

Au

-4A – 2

4Au + 8KCN- + O2 + 2H2O 4KAu(CN)2 + 4KOH

mKCN = (20/197).(8/4).65,12 = 13,024g

Trang 4

Oxy hóa: Au(r) +4Cl(−aq) →AuCl4−(aq) +3e−

Khử hóa: 3NO3-(aq) + 6H+(aq) + 3e-→ 3NO2(k)+ 3H2O(l)

Au(r) + 3NO3-(aq) + 6H+

(aq) + 4Cl

-(aq) ⇌ AuCl4-(aq) + 3NO2(k) + 3H2O(l) 4A – 4:

Tác nhân khủ: Au

4A – 5:

⇒ Au(r) + Au3+(aq) + 4Cl-(aq) → AuCl4-(aq) + Au(r) Eo = 0,50V Cách 1: E = Eo – (0,059/n)lgQ

Lúc đạt cân bằng: Q = K, E = 0; K = [AuCl4-]/[Au3+][Cl-]4

Eo = (0,059/n)lgK ⇒ K = 1025,42 = 2,6.1025

Cách 2: ∆Go

1 + ∆Go

2 = ∆Go

3

(-nFEo

1) + (-nFEo

2) = -RTlnK

E = (RT/nF)lnK = (0,059/n)lgK ⇒ K = 1025,42 = 2,6.1025

4A – 6: a)

4B – 1: b)

4B – 2: b)

4B – 3: a)

4B – 4: b)

3 3

3 3 3

3

10 1000

.

3

4

.

3

4

=









=

Au

AuNP Au

AuNP

Au

AuNP AuNP

r

r V

V

N

r

V

r

V

π

4B – 5: b)

4/3.π.rAuNP3 = 4/3.π.rAu3.NAu

Diện tích bề mặt của một tiểu phân nano cuả vàng: S = 4.π.rAuNP2

S = 4.π.rAu2.NAu2/3

NS≈ SAuNP/π.rAu2 = 4NAu2/3

P = NS/NAu = 4NAu1/3

NAu = 1000 ⇒ P = 40%

Trang 5

5 – 1:

O

d)

O

S

O

Có thể chấp nhận các câu trả lời sau:

O

Nhưng các câu trả lời sau là sai:

O

5 – 2:

Điện tích hình thức: C-1 ; O+1

Trạng thái oxy hóa: C2+ ; O2-

5 – 3:

Cấu trúc đúng:

N

N O

O

Trang 6

S C

N

O

5 – 4:

S (b): tam giác phẳng

C (b): tam giác phẳng

N (a): tháp tam giác

5 – 5:

N

N O

N

O O

N

O O

+

O

6 – 1:

[H+] = 1,00.10-7M

Ka1 = [HCO3-][H+]/[H2CO3] = 2,23.10-4 ⇒ [HCO3-]/[H2CO3] = 2,23.103

Ka2 = [CO32-][H+]/[HCO3-] = 4,69.10-11 ⇒ [CO32-]/[HCO3-] = 4,69.10-4

[H2CO3] : [HCO3-] : [CO32-] = 4,48.10-4 : 1,00 : 4,69.10-4

6 – 2:

P(CO2) = 1,01.105.3,60.10-4 = 36,36Pa

[CO2(aq)] = K(CO2).P(CO2) = 1,24.10-5mol/L

Nếu không làm được câu 6 – 2 thì có thể giả sử [CO2(aq)]=1,11.10-5M để tính các câu tiếp theo

6 – 3:

a) Độ tan = [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]

= [CO2(aq)] + [HCO3-]

([H2CO3] = [CO2(aq)] K(H2CO3) = 2,48.10-8M và

[CO32-] = Ka2/([H+].[HCO3-] = Ka2 = 4,69.10-11M đều qúa nhỏ nên ta bỏ qua)

[H+].[HCO3-]/[CO2(aq)] = Ka1.K(H2CO3) = 4,46.10-7

Trang 7

Từ câu 6 – 2 [CO2(aq)]=1,24.10-5M ta tính được [H+]=[HCO3-]=2,35.10-6M Vậy độ tan của CO2 sẽ bằng 1,48.10-5M

b) Sử dụng [CO2(aq)]=1,11.10-5M để tính toán:

Độ tan = [CO2(aq)] + [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]

= [CO2(aq)] + [HCO3-]

([H2CO3] = [CO2(aq)] K(H2CO3) = 2,48.10-8M và

[CO32-] = Ka2/([H+].[HCO3-] = Ka2 = 4,69.10-11M đều qúa nhỏ nên ta bỏ qua)

[H+].[HCO3-]/[CO2(aq)] = Ka1.K(H2CO3) = 4,46.10-7

Từ câu 6 – 2 [CO2(aq)]=1,11.10-5M ta tính được [H+]=[HCO3-]=2,225.10-6M Vậy độ tan của CO2 sẽ bằng 1,34.10-5M

6 – 4:

a) Sử dụng [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

Trong dung dịch NaOH 1,00.10-3M, độ tan của CO2 phải tăng lên do phản ứng sau:

(1) CO 2(aq) + 2OH - ⇌ CO 32- + H 2 O K = K(H 2 CO 3 ).K a1 K a2 /(1,00.10 -14 ) 2 = 2,09.10 11

(2) CO 2(aq) + CO 32- + H 2 O ⇌ 2HCO 3- K = K(H 2 CO 3 ).K a1 /K a2 = 9,37.10 3

Kết hợp (1) và (2): CO2(aq) + OH-⇌ HCO3- K = 4,43.107

Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH- đều đã chuyển hết về HCO3-

[HCO3-] = 1,00.10-3M

[OH-] = 1,82.10-6M

[CO32-] = 8,54.10-6M

≈ [CO2(aq)] + [HCO3-] + [CO32-] = 1,02.10-3M

b) Sử dụng [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán:

Trong dung dịch NaOH 1,00.10-3M, độ tan của CO2 phải tăng lên do phản ứng sau:

(3) CO 2(aq) + 2OH - ⇌ CO 32- + H 2 O K = K(H 2 CO 3 ).K a1 K a2 /(1,00.10 -14 ) 2 = 2,09.10 11

(4) CO 2(aq) + CO 32- + H 2 O ⇌ 2HCO 3- K = K(H 2 CO 3 ).K a1 /K a2 = 9,37.10 3

Kết hợp (1) và (2): CO2(aq) + OH-⇌ HCO3- K = 4,43.107

Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH- đều đã chuyển hết về HCO3-

[HCO3-] = 1,00.10-3M

[OH-] = 1,82.10-6M

[CO32-] = 8,54.10-6M

≈ [CO2(aq)] + [HCO3-] + [CO32-] = 1,02.10-3M

Trang 8

Keq = Ksp.K(H2CO3).Ka1/Ka2 = 4,28.10-5

Nếu không tính được câu 6 – 5 thì ta có thể giả sử rằng Keq = 5,00.10-5 để tính toán

6 – 6:

a) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 và [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

Cân bằng khối lượng: [HCO3-] = 2[Ca2+]

Từ câu 6 – 5: K = 4,28.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,24.10-5M

⇒ [Ca2+] = 0,510.10-3M = 20,5mg/L

b) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 và [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán:

= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,11.10-5M

⇒ [Ca2+] = 0,5177.10-3M = 20,75mg/L

c) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 và [CO2(aq)] = 1,24.10-5M để tính toán:

= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,24.10-5M

⇒ [Ca2+] = 0,5372.10-3M = 21,53mg/L

d) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 và [CO2(aq)] = 1,11.10-5M để tính toán:

= [Ca2+](2[Ca2+])2/[CO2(aq)]

Từ câu 6 – 2: [CO2(aq)] = 1,11.10-5M

⇒ [Ca2+] = 0,4916.10-3M = 19,70mg/L

6 – 7:

HCO3- là thành phần chủ yếu trong dung dịch:

pH của dung dịch này có thể được tính bằng công thức:

pH = (pKa1 + pKa2)/2 = 6,99 ≈ 7,00

Với Ka1 và Ka2 là hằng số axit của H2CO3

Tại pH = 7,00 thì [OH-] và [H+] ta có thể bỏ qua

Bên cạnh đó theo câu 6 – 1 thì:[CO32-] << [HCO3-]

Độ kiềm = [HCO3-] + 2[CO3-] + [OH-] - [H+] ≈ [HCO3-]

Từ câu 6 – 6: ta có thể có 5 kết qủa sau:

a) 1,02.10-3M

Trang 9

b) 1,035.10-3M

c) 1,0744.10-3M

d) 0,9831.10-3M

e) 2,00.10-3M (giả sử [Ca2+

(aq)] = 40,1mg/L)

6 – 8:

a) Sử dụng Keq = 4,28.10-5 để tính toán

[Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M

Thay vào biểu thức Keq = 4,28.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

= 4[Ca2+]3/[CO2(aq)] [CO2(aq)] = 1,46.10-3M

P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 4,28.103Pa

b) Sử dụng Keq = 5,00.10-5 để tính toán:

[Ca2+] = 100mg/L = 2,50.10-3M

Thay vào biểu thức Keq = 5,00.10-5 = [Ca2+][HCO3-]2/[CO2(aq)]

= 4[Ca2+]3/[CO2(aq)] [CO2(aq)] = 1,25.10-3M

P(CO2) = {[CO2(aq)]/K(CO2).1,01.105 = 3,67.103Pa

7 – 1:

[ ] [ ] [ ][ ] [ ][ ]

[ ] k [ ]O k [ ][ ]O O k [ ][ ]O O

dt

O

d

O O k O O k O k

dt

O

d

O O k O O k O

k

dt

O

d

3 2 2 1 3 1

2

3 2 2 1 3 1

3

2

+ +

−

=

−

− +

−

=

−

+

−

=

−

7 – 2:

Hằng số cân bằng K được xác định bởi:

[ ][ ]

[ ]

[ ] [ ] [ ]

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ]2 1

2 3 2 1 3

2

3

2

1

3

1

1 3

2

O k

O k k O O

k

dt

O

d

O

k

O

k

O

k

k O

O

K

−

=

−

=

7 – 3:

[ ]

[ ] [ ][ ] [ ][ ] 0

0

3 2 2 1

3

−

=

−

− O O k O O

k

O

k

dt

O

d

Từ đó ta có được:

Trang 10

[ ] [ ][ ] [ ]

[ ]2 2[ ]3 1

3 2 1 3

2

O k O k

O k k O

O k

dt

O

d

+

=

−

7 – 4:

ClO(k) + O3(k)→ Cl(k) + 2O2(k)

7 – 5:

Ta rút ra được kxt/kkhông xúc tác = exp[(14,0–2,1).1000/(8,314.298)] = 122

8 – 1: 1

8 – 2: 0kJ/mol

8 – 3:

K

K C

C

C C C

C

N

eq U

eq N

eq U eq

U

eq

N

eq

U

U = + =1 + / =1 +

/

8 – 4: c)

8 – 5: d)

8 – 6: K = kf/kb

8 – 7:

dCU/dt = kfCN – kbCU = kf(C – CU) – kbCU = kfC – kfCU – kbCU

= kfC – (kf + kb)CU (1)

K = kf/kb = (CU)eq/(CN)eq

1/K = kb/kf = (CN)eq/(CU)eq

⇒ kb/kf + 1 = (CN)eq/(CU)eq + 1

⇒ (kb + kf)/kf = [(CN)eq + (CU)eq]/(CU)eq

⇒ (kb + kf)/kf = C/(CU)eq

Thay (2) vào (1) ta được:

kf{[(kb + kf)(CU)eq]/kf} – (kb + kf).CU = [(kb + kf)(CU)eq] - (kb + kf).CU

= -(kf + kb)[CU – (CU)eq] Cuối cùng ta có: dCU/dt = -(kf + kb)[CU – (CU)eq]

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	182,5 KB