de thi olympic 2016

đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 de thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016 đề thi olympic 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Hướng dẫn chấm gồm 20 trang

KỲ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN OLYMPIC NĂM 2016

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC

Môn HÓA HỌC

Ngày thi thứ nhất: 24/03/2016

Cho: H = 1; C = 12; N = 14; O = 16; Na = 23; P = 31; Cl = 35,5; Ni = 58; Co = 59; Cs = 133; Pb = 207; T(K) = toC + 273; h = 6,626.10-34 J.s; c = 3.108 m/s; F = 96500 C.mol-1; NA = 6,022.1023 mol-1; R

= 8,314 J.mol-1.K-1 = 0,082 L.atm.mol-1.K-1; h = 6,626.10-34 J.s; 1MeV = 1,602.10-13J; 1u = 931,5 MeV; Ở 298K: RT ln 0, 0592lg

nF = n ;1 năm = 365 ngày; 1Ci = 3,7.1010 Bq

Câu I (3,0 điểm)

1 Xét ô mạng cơ sở CsCl

a) Mỗi loại ion (Cs+; Cl-) có mạng tinh thể Bravais kiểu gì (lập phương đơn giản (P); lập phương tâm khối (I); lập phương tâm mặt (F))?

b) Tính số ion mỗi loại có trong một ô mạng cơ sở

c) Số phối trí của Cs+ và Cl- là bao nhiêu?

d) Trong một thí nghiệm, khi chiếu chùm tia X có bước sóng λ = 1,542Å vào tinh thể CsCl người ta thấy rằng có sự phản xạ bậc 1 từ mặt (100) Biết góc của chùm tia X với mặt (100)

là θ = 10,78o Tính khối lượng riêng tinh thể CsCl theo g.cm-3

2 Đồng vị 60

27Co (t1/2 = 5,33 năm) được dùng trong y tế Đồng vị 60

27Co phân rã thành 60

28Ni Giả

sử 6028Ni tiếp tục phân rã thành đồng vị bền 58

28Ni

a) Viết các phương trình phản ứng hạt nhân xảy ra

b) Tính khối lượng để có hoạt độ phóng xạ 10Ci

c) Sau khoảng thời gian t, mẫu phóng xạ có tỉ lệ khối lượng 5828Ni so với 60

27Co là 0,9 (coi trong mẫu không có sản phẩm trung gian) Tính t theo năm.

d) Một liều 60Co có hoạt độ phóng xạ ban đầu là 15Ci Sau bao lâu, liều đó còn hoạt độ phóng

xạ là 6 Ci?

3 Một mẫu cổ vật chứa 1mg cacbon với tỉ lệ số nguyên tử N(14C) : N(12C) là 1,2.10-14

a) Tính số nguyên tử C trong mẫu cổ vật đó

b) Tính hoạt độ phóng xạ của 14C (theo Bq), biết t1/2 của 14C là 5730 năm

c) Hoạt độ phóng xạ riêng của cacbon trong cơ thể sinh vật cổ xưa là 224 Bq/kg cacbon Xác định tuổi của mẫu vật đó

Hướng dẫn giải

1 a) Mỗi loại ion có cấu tạo mạng lưới Bravais kiểu P (lập phương đơn giản):

b) Trong một ô mạng cơ sở có số ion Cs+ là: 1; Cl- là 8.1 1

8 =

c) Số phối trí của ion Cs+ hay Cl- đều bằng 8

d) Từ các dữ kiện đã cho, khoảng cách giữa các mặt (100) có thể được tính theo phương trình

Bragg: nλ = 2dsinθ (d là khoảng cách giữa các mặt (100) kế tiếp):

1.(1,542)

4,122

n

θ

Với tế bào lập phương a = b = c = d, nên thể tích của tế bào V = (4,122Å)3

1.(35,5 133)

6, 022.10 (4,122.10 )

m

g cm

+

e) Mặt phẳng chéo của tế bào đơn vị nêu dưới đây:

[2(r+ + r-)]2 = 3a2→ 2(r++ r-) = a 3

1,81 1,76

Cs

a

2 a) 6027Co→6028 Ni+β; 6028Ni→5828 Ni+210n

b) Chọn t = 0 là thời điểm mẫu phóng xạ là 10 Ci, ta có hoạt độ phóng xạ ban đầu:

A o = λN o =

1/2

0,693 N o t

Với số nguyên tử ban đầu: o o . A

Co

m

M

=

Ta có:

10

3 1/2

23 1/2

−

c) Tính t:

Số nguyên tử 60

28Ni tạo thành sau thời gian t bằng số nguyên tử 60

28Co bị phân rã (∆N)

Co

m

M

Khối lượng niken sinh ra trong thời gian t: Ni . Ni o. Ni(1 t)

λ

−

∆

Mặt khác, khối lượng coban còn lại sau thời gian t phân rã là: t

Co o

Từ (1) và (2) ta có: Ni Ni ( t 1)

Co Co

e

λ

2a

t

λ

TN1: Sử dụng chùm tia sáng xanh, tần số νxanh = 6,4.1014 Hz, thu được 1,594.1017 MeV TN2: Thay chùm tia sáng xanh bằng chùm tia sáng vàng, tần số νvàng = 5,1.1014 Hz

Tính năng lượng thu được ở TN2 theo kJ Biết số photon của hai chùm tia sáng là bằng nhau

Hướng dẫn giải:

1 a) Ion nào hấp thụ bức xạ có bước sóng dài hơn?

Cấu hình electron của Co và Co3+:

Co: 1s22s22p63s23p63d74s2

Co3+: 1s22s22p63s23p63d64s0

Trong trường phối tử bát diện, các electron của Co3+ trên các obitan d bị đẩy bởi các phối tử Các obitan d x2−y2, 2

z

d hướng trực diện về phía các phối tử, các electron của chúng sẽ bị đẩy mạnh

hơn và năng lượng tăng cao hơn, ký hiệu là eg Các obitan còn lại dxy, dxz và dyz hướng vào khoảng không giữa các phối tử, bị đẩy yếu hơn và năng lượng tăng ít hơn, ký hiệu là t2g Kết quả là mức năng lượng d trong trường bát diện bị tách ra thành hai mức là eg và t2g, với năng lượng tách là ∆o

Phối tử càng mạnh ∆o càng lớn, khả năng ghép đôi electron từ eg xuống t2g càng cao Ion [CoF6]3- thuận từ, chứng tỏ F- là phối tử yếu, ion [Co(en)3]3+ nghịch từ chứng tỏ en là phối tử mạnh Năng lượng tách (∆o) và sự phân bố electron ở hai phức như sau:

Vì ∆o = hν = h c

λ ; nên [CoF6]3- có ∆o nhỏ hơn sẽ hấp thụ bức xạ có λ dài hơn so với λ của bức xạ mà [Co(en)3]3+ hấp thụ

b) Các công thức cấu tạo thu gọn theo IUPAC và λmax của các phức bát diện được ghi ở bảng sau:

2 [Co(NO3)(NH3)5](NO3)2 495

3 [Co(CO3)(NH3)5]NO3 510

4 [CoF(NH3)5](NO3)2 515

5 [CoCl(NH3)5]Cl2 534

6 [CoBr(NH3)5]Br2 552 Công thức tổng quát (CTTQ) của ion phức [ ]n+ : [Co(NH3)5X](3-n)+ , với n = 0 đối với NH3, n

= 1 đối với NO3- ; F- ; Cl- ; Br- và n = 2 đối với CO32-

Sự khác biệt giữa λmax là do bản chất khác nhau giữa các nhóm X gây ra lực đẩy lên các electron của các AO-d Nhóm X càng mạnh, ∆o = hc/λ càng lớn nên λ càng nhỏ Do đó từ các giá trị của λ có thể sắp xếp thứ tự mạnh của X như sau: NH3 > NO3- > CO32- > F- > Cl- > Br-

b) Phản ứng: 2Cr(OH)2 + 4CH3COOH → [Cr2(H2O)2(CH3COO)4]↓ (đỏ thẫm) + 2H2O

Trong hợp chất [Cr2(H2O)2(CH3COO)4], crom có số oxy hóa +2 Cấu hình electron của Cr2+là [Ar]3d4 Sự phân bố 4e d phải thuộc loại phức spin cao do phối tử yếu Chỉ yếu tố này thì cho thấy [Cr2(H2O)2(CH3COO)4] có tính thuận từ Tuy nhiên từ kết quả thực nghiệm lại cho thấy hợp chất này lại có tính nghịch từ Điều này được giải thích là do hợp chất tồn tại ở dạng dime (xem hình dưới) Trong cấu tạo này, hai nguyên tử Cr tạo liên kết bốn bao gồm một liên kết sigma (σ), hai liên kết pi (π) và một liên kết delta (δ) với bậc liên kết tổng cộng là bốn Sự tạo thành bốn liên kết đòi hỏi tất cả các electron 3d4 đều cặp đôi Vì vậy dựa theo tính chất từ, hợp chất dạng nhị hợp là nghịch từ

b a) Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố như sau:

Nhóm IIA:

Mg (Z = 12) [Ne]3s2; Ca (Z = 20) [Ar]4s2; Sr (Z = 38) [Kr]5s2; Ba (Z = 56) [Xe]6s2

Nhóm IIB: Zn (Z = 30) [Ar]3d104s2; Cd (Z = 48) [Kr]4d105s2 ; [Hg] (Z = 80): [Xe]4f145d106s2

Nguyên tử của các nguyên tố nhóm IIB đều có 2 electron lớp ngoài cùng, tương tự như các nguyên tố nhóm IIA Vậy sự sắp xếp đó là hợp lý

b) Các điểm giống nhau là: Chúng đều là kim loại hóa trị 2 hay mức oxy hóa cao nhất là +2, chẳng

hạn:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Nguyên nhân: Từ cấu hình electron nguyên tử ta thấy mỗi nguyên tố đều có 2 electron hóa trị

ns2

* Điểm khác nhau chủ yếu về tính chất hóa học giữa hai nhóm là mức độ hoạt động Các kim loại nhóm IIA hoạt động hơn các kim loại nhóm IIB Chẳng hạn các kim loại nhóm IIA (trừ Mg) đều tác dụng với H2O ngay ở điều kiện thường Ví dụ: Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2:

Các kim loại nhóm IIB hầu như “trơ” với H2O ở điều kiện thường

Giải thích: Nguyên tử các nguyên tố nhóm IIA dễ mất 2 electron lớp ngoài cùng để đạt được

cấu hình bền vững của khí hiếm Nguyên tử của các nguyên tố nhóm IIB không có ưu thế đó Ion

M2+ của các nguyên tố nhóm IIB kém bền hơn M2+ của các nguyên tố nhóm IIA Từ những lý do đó, năng lượng ion hóa của các kim loại nhóm IIB cao hơn năng lượng ion hóa của các nguyên tố nhóm IIA

b Mỗi photon có ε = hν, với chùm photon có E = nε = nhν (n là số photon) → n = E/hν

Ở TN1 có: n = E 1 /hv xanh = 1,594.1017.1,602.10-13/(6,626.10-34.6,4.1014) = 6,022.1022 photon

Ở TN2 cũng có số photon như trên nên:

E2 = nhv vàng = 6,022.1022.6,626.10-34.5,1.1014 = 20,3465.103 (J) = 203,5 (kJ.mol-1)

Câu III (3,0 điểm)

1 a) Trong phức chất, ion nitrit liên kết với nguyên tử kim loại trung tâm theo nhiều cách khác nhau.

Vẽ các kiểu liên kết có thể có của ion nitrit với nguyên tử kim loại trung tâm trong các phức chất đơn nhân

b) Các dữ liệu về một số phức chất bát diện có chứa phối tử nitrit được cho trong bảng sau:

[ML4(NO2)2] (1) 12,45 18,0

3

[MR2(NO2)]+ (2) 13,94 16,8

3

[MX4(NO2)2] (3) 26,61 38,5

3

-Ở đây %m là khối lượng, d là độ dài liên kết; M là ion kim loại; L và R là các phối tử hữu cơ

thông dụng chỉ chứa C, H và N; phối tử X chỉ chứa N và H Trong phối tử L, R và X, các nguyên tử

N đều tham gia phối trí Xác định công thức phân tử và vẽ cấu trúc các phức chất (1), (2) và (3).

2 Cuối thế kỷ 19, người ta nhận thấy rằng khi phóng điện hoặc nung nóng cacbon monoxit đến

khoảng 550oC thì thu được một hỗn hợp khí gọi là “oxicacbon” Hợp chất cacbon suboxit (C3O2) được tìm ra vào năm 1873, C2O vào năm 1961, còn C2O2 thì mãi tới năm 2015 mới có bằng chứng thực nghiệm về nó

a) Đề nghị công thức Lewis và hình dạng phân tử cho C3O2 Biết rằng nó bền ở điều kiện thường và

có momen lưỡng cực μ = 0.

b) Sắp xếp các chất C3O2, N2, NO và CO theo chiều tăng dần nhiệt độ sôi và giải thích ngắn gọn Có thể dự đoán được thứ tự về nhiệt độ nóng chảy của các chất đó được không? Vì sao?

c) Khi cho cacbon suboxit phản ứng lần lượt với H2O, NH3 và HCl thì thu được các hợp chất bền có công thức phân tử tương ứng là C3H4O4, C3H6N2O2 và C3H2Cl2O2 Viết cơ chế phản ứng và công thức cấu tạo các chất thu được

Hướng dẫn giải:

b a) Các kiểu liên kết của ion nitrit trong các phức chất:

b) Phức chất 1

Trong phức chất (1), có độ dài liên kết N – O là 1,21 và 1,29 Å nên phối tử nitrit liên kết với kim loại M theo kiểu (c) và là phối tử đơn càng Mặt khác phức chất (1) là phức bát diện, số phối trí

của M là 6 nên phối tử L có dung lượng phối trí 1 (phối tử đơn càng) và mỗi phối tử L có một

nguyên tử N Do đó phức chất (1) có 6 nguyên tử N, chiếm 18,03% khối lượng.

Suy ra khối lượng phân tử của (1) là: 14,6 .100 466( / )

Từ % khối lượng kim loại, ta có 466.12, 45 58( / )

100

Gọi công thức của phối tử L là CxHyN Từ % khối lượng của C, ta có 466.51,5 5

100.4.12

Từ phân tử khối của phức (1) [Ni(C5HyN)4(NO2)2] = 466 → y = 5

Công thức của phức chất (1): [Ni(C5H5N)4(NO2)2], trong đó C5H5N: Pyridin (Py)

Trong phức chất (1) góc OMO là 180o nên phối tử ONO ở vị trí trans với nhau, nên cấu trúc

của phức chất (1) là:

Phức chất (2):

Trong phức chất này độ dài liên kết N-O bằng nhau, góc OMO là 54o; góc ONO là 114,5o do

đó phối tử nitrit phối trí với kim loại theo kiểu (b) và là phối tử hai càng

M là Ni có số phối trí trong phức chất này là 6 R là phối tử hai càng nên R có có 2 nguyên tử

N Tính toán tương tự như đối với phức (1), từ % khối lượng Ni ta tính được phân tử khối của phức

(2) là 416.

Đặt R là CxHyN2, ta có 416.57,69 10

100.2.12

Từ phân tử khối của [Ni(C10HyN2)2(NO2)]+ bằng 416 → y = 8 Vậy R là C10H8N2: bispyridin.

Phức chất (2) là [Ni(Bipy)2(NO2)]+

Cấu trúc của phức chất (2):

Phức chất (3):

Ở phức chất (3), phối tử nitrit có độ dài liên kết N – O bằng nhau và là phối tử đơn càng (do kim loại có số phối trí 6 và có 6 phối tử) nên phối tử nitrit liên kết với M theo kiểu (a)

M là Ni, từ % khối lượng của Ni ta tính được phân tử khối của phức (3) là:

58.100

Từ phân tử khối của [NiX4(NO2)2] là 218 → X = 17 là NH3 Vậy công thức của phức (3) là [Ni(NH3)4(NO2)2]

Cấu trúc của phức chất:

b a) Phân tử C3O2 có thể có một vài công thức Lewis như A, B, C, D, nhưng chỉ có A là phù hợp với độ bền và với μ = 0 Vậy cacbon suboxit là phân tử thẳng A.

b) Đối với các chất C3O2, N2, NO và CO thì nhiệt độ sôi phụ thuộc vào lực van der Waals, lực này tỉ

lệ thuận với khối lượng phân tử, sự phân cực và sự phân cực hóa

M(N2) = M(CO) ~ M(NO), μ(N2) = 0 còn μ(NO) > μ(CO) > 0 (lớn hơn vì liên kết cho nhận

C←O ngược với chiều phân cực theo độ âm điện, tuy nhiên không lớn hơn nhiều do N có độ âm điện lớn hơn C) Hơn nữa bậc liên kết của NO là 2,5, của CO là 3 nên NO dễ bị phân cực hóa hơn

CO Vậy t o

s NO > CO > N2 M(C3O2) = 68u > M(NO) = 30u ~ M(CO) = 28u Tuy cả phân tử thì μ(C3O2) = 0, nhưng độ phân cực và phân cực hóa của từng liên kết (C=O) ở C3O2 lớn hơn CO và

NO Do đó t o

s C3O2 > NO > CO

Vậy thứ tự t o

s là C3O2 > NO > CO > N2

Nhiệt độ nóng chảy không những phụ thuộc vào lực van der Waals, vào liên kết hydro mà

còn phụ thuộc vào cách sắp xếp phân tử thành mạng tinh thể Cùng một loại phân tử có thể kết tinh dưới các dạng tinh thể khác nhau (gọi là tính đa hình) dẫn đến nhiệt độ nóng chảy khác nhau Vì vậy không thể so sánh nhiệt độ nóng chảy của các chất trên được

b) Như đã biết, một hợp chất mà hai nhóm OH, 2 nhóm NH2, OH và NH2 hoặc OH và Cl cùng liên kết với một nguyên tử C đều kém bền, dễ bị tách H2O, NH3 và HCl Vì vậy H2O, NH3 và HCl tấn công nucleophin vào liên kết C=C của C3O2 để tạo ra axit malonic và dẫn xuất là những hợp chất bền mà không tạo ra các chất kém bền như (HO)2C=C=C(OH)2:

Câu IV (3,0 điểm)

b Sunfuryl clorua (SO2Cl2) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp Sunfuryl clorua là một chất lỏng không màu, có mùi cay, sôi ở 70oC Khi nhiệt độ trên 70oC nó sẽ phân hủy tạo thành SO2 và Cl2 theo phản ứng: SO2Cl2(k) → SO2(k) + Cl2(k)

Một bình kín thể tích không đổi chứa SO2Cl2(k) được giữ ở nhiệt độ 375K Quá trình phân hủy SO2Cl2(k) được theo dõi bằng sự thay đổi áp suất trong bình Kết quả thu được như sau:

Áp suất, P(atm) 1,00

0

a) Chứng tỏ rằng phản ứng phân hủy SO2Cl2 là phản ứng bậc 1 Tính hằng số tốc độ của phản ứng ở 375K

b) Nếu phản ứng trên được tiến hành ở 385K, áp suất của bình sau 1 giờ là 1,55 atm Tính năng

lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy trên

c) Sau một khoảng thời gian dài xảy ra phản ứng, lượng SO2Cl2(k) còn lại không đáng kể Vì vậy khí trong bình coi như chỉ có SO2 và Cl2 Tách SO2 ra khỏi hỗn hợp bằng cách chuyển hóa thành H2SO4

(lỏng) Cl2 thu được dùng để làm điện cực khí clo: Cl2/2Cl- Điện cực này được ghép với điện cực

Cu2+/Cu tạo thành pin điện hóa Viết sơ đồ của pin ở điều kiện chuẩn và tính ∆G o của phản ứng xảy

ra khi pin hoạt động

Cu Cu

Pt Cl Cl

2 a) Nguồn gốc của năng lượng hoạt hóa trong phản ứng hóa học là gì?

b) Phản ứng ion – phân tử tổng hợp khí amoniac trong “khí đục” giữa các vì sao xảy ra ở nhiệt độ

cực kỳ thấp Sơ đồ phản ứng như sau:

N++ →NH++ →NH++ →NH++ →NH+ →+ NH

Tốc độ của những phản ứng ion – phân tử gần như không phụ thuộc vào nhiệt độ Nhận xét

về năng lượng hoạt hóa của các phản ứng đó Tại sao chúng có thể xảy ra được ở vùng giữa các vì sao, nơi có nhiệt độ cực kỳ thấp?

3 Khi nghiên cứu động học phản ứng thủy phân este CH3COOC2H5 có xúc tác axit HCl người ta chuẩn độ hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch NaOH dùng chỉ thị phenolphtalein Viết thứ tự các phương trình phản ứng xảy ra và giải thích

4 Sự phân hủy NH3 thành N2 và H2 được tiến hành trên bề mặt volfram (W) có năng lượng hoạt hóa

Ea = 163 kJ.mol-1 Khi không có mặt xúc tác Ea = 335 kJ.mol-1

a) Phản ứng trên bề mặt W ở 298K nhanh hơn xấp xỉ bao nhiêu lần so với phản ứng không có xúc

tác?

b) Tốc độ phản ứng phân hủy NH3 trên bề mặt W tuân theo quy luật động học có dạng [ ]

[ ]23

NH

v k

H

trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng; [NH3], [H2] là nồng độ của NH3 và H2 Vì sao tốc độ phản ứng lại tỉ lệ nghịch với nồng độ của H2

Hướng dẫn giải:

b a) Nếu phản ứng SO2Cl2(k) → SO2(k) + Cl2(k) là phản ứng bậc 1 thì ta có:

k

Ở đây, P o là áp suất đầu (Po = 1 atm), Pt là áp suất SO2Cl2 sau thời gian t Gọi x (atm) là áp

suất SO2Cl2 đã phản ứng: x = Ptổng – 1 và Pt = Po – x = 1 – x.

Ta có:

2 2

SO Cl

Thay vào biểu thức tính k ta được:

5 1 1

5 1 2

5 1 3

5 1 4

− −

− −

− −

− −

−

Nhận xét: Các giá trị hằng số tốc độ k 1 , k 2 , k 3 và k 4 khác nhau không đáng kể do sai số thực

nghiệm Vậy giả thiết phản ứng bậc 1 là đúng:

5

5 1

2,197.10 ( )

b) Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng:

Ở 385K, Ptổng = 1,55 atm → 1,55 = 1 + x và x = 0,55 atm.

Ta có: P SO Cl2 2= 1 – 0,55 = 0,45 atm.

Sử dụng phương trình Arrhenius: 2

4 5

a

a

E

−

− = −  − → =

c) Sơ đồ của pin: (-) Cu | Cu2+ (1M) || Cl- (1M) | Cl2 (1 atm), Pt (+)

Phản ứng xảy ra trong pin: Cu(r) + Cl2(k) → CuCl2(aq)

Eo = Eo

+ - Eo

- = 1,36 – 0,34 = 1,02 (V)

∆Go = -nFEo = -2.96500.1,02 = -196860 (J) = -196,86 (kJ)

Vậy phản ứng tự xảy ra vì ∆Go < 0

2 a) Các phản ứng hóa học bao gồm những quá trình phá vỡ và hình thành các liên kết Năng lượng

hoạt hóa gắn liền với năng lượng phá vỡ các liên kết ban đầu và tạo ra do sự sắp xếp để hình thành cấu tạo phân tử các chất trong phản ứng Đối với các phản ứng ion – phân tử sự thay đổi này là không đáng kể

b) Hằng số tốc độ (k) phụ thuộc vào nhiệt độ theo phương trình Arrhenius: k(T) = A.exp(-Ea/RT)

Ở đây A là thừa số trước mũ; Ea là năng lượng hoạt hóa; R là hằng số khí; T là nhiệt độ tuyệt

đối

Mỗi phản ứng hóa học có một năng lượng hoạt hóa xác định, phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng và như nói ở trên là phụ thuộc vào sự thay đổi về cấu trúc phân tử của các chất trong phản ứng Đối với các phản ứng ion – phân tử, sự thay đổi này là không đáng kể nên tốc

độ phản ứng gần như không phụ thuộc nhiệt độ và do đó năng lượng hoạt hóa bằng không

Nhiệt độ ở vùng giữa các vì sao cực kỳ thấp, chỉ những phản ứng có năng lượng hoạt hóa rất thấp (ví dụ như phản ứng tổng hợp amoniac nói trên) mới xảy ra với tốc độ đáng kể

3 Các phản ứng chuẩn độ trong dung dịch phản ứng thủy phân este CH3COOC2H5:

• Phản ứng thủy phân este xảy ra khi có mặt của axit vô cơ (ví dụ như HCl) là:

CH3COOC2H5 + H2O ‡ ˆ ˆ ˆ CHˆ ˆ ˆ†HCl 3COOH + C2H5OH (1)

• Khi chuẩn độ, nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp phản ứng:

• Hết HCl, phản ứng thủy phân (1) dừng lại:

Hết axit thì dừng nhỏ dung dịch NaOH nên không có phản ứng xà phòng hóa

4 a)

( w )

a

E RT

a kxt

E RT kxt kxt

Giả thiết AW = Axt ta có:

( w ) ( )

3

[( 163 335).10 /(8,314.298)] 30

E E

RT RT kxt

k

k

− + − +

Vậy phản ứng có xúc tác W có tốc độ cao hơn phản ứng không có xúc tác 1,412.1030 lần

b) Vì nồng độ hydro ([H2]) nằm ở mẫu số trong biểu thức động học, điều đó cho biết sự có mặt của

H2 làm giảm tốc độ phản ứng Để phản ứng phân hủy NH3 có thể xảy ra, các phân tử NH3 phải được hấp thụ trên bề mặt chất xúc tác Nếu H2 được hấp thụ trên bề mặt chất xúc tác sẽ dẫn tới ít vị trí còn trống hơn cho các phân tử NH3 được hấp thụ Hệ quả là tốc độ phản ứng giảm

Câu V (2,5 điểm)

1 Kim cương là một trong những chất cứng nhất, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công

nghiệp cần sự mài mòn cao Trong thực tế, tổng hợp kim cương từ dạng thù hình sẵn có của cacbon như than chì rất khó khăn Để chứng minh điều này, tính áp suất cần thiết (theo đơn vị bar, 1 bar =

105 Pa) chuyển hóa than chì thành kim cương ở 25oC Các dữ kiện cho sau đây áp dụng ở 25oC và

105Pa

- Biến thiên năng lượng tự do Gibbs chuẩn, ∆G o

f (kJ.mol-1) hình thành của than chì và kim cương lần lượt là 0 và 2,8678

- Thể tích mol V (cm3.mol-) của than chì và kim cương lần lượt là 5,3324 và 3,4108

- Sự thay đổi thể tích theo áp suất của than chì và kim cương được xác định bởi công thức:

T

V

k V p

∂ = −

Trong đó k T (Pa-1) của than chì và kim cương có giá trị lần lượt là 3,04.10-11 và 0,187.10-11

- Biến thiên năng lượng tự do Gibbs theo áp suất có thể được tính theo phương trình:

2

2 2

1

2

Với p o là áp suất ban đầu, p o = 105 Pa; p là áp suất cần xác định.