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

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: 79
o
C; N-metylaxetamit: 28
o
C và N,N-
dimetylfomamit: -61
o
C).
1.2. Câu b
1.3.
1.4. 27
H
N
N
N
H
H
HO
OH
O
O
Gly - Gly - Gly
hay
H
3
N

N
N
H
HO
O
O
O
1.5. Trong số đó thì 26 tripeptit có đồng phân quang học
Aminoaxit không có tính quang hoạt: H
2
N – GGG – OH
Aminoaxit có tính quang hoạt: H
2
N–GG
L
A–OH; H
2
N–GG
D
A–OH …
1.6. Khả năng liên kết với PAGE giảm dần theo thứ tự F > D > E.
1.7.
O
O
HO
O
H
O
O
O

O
H
1.
8. Chất e
2.1.

O
CO
2
Me
CO
2
Me
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.

MeO CH
2
OH
O O
2.6. C1, 2, 4: S C3: R
2.7.
CHO
HHO
HHO
HHO
CH
2

OH
2.8. 2
5
.
3.1.
H
2
C
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
C CN N
-
4A – 2.
4Au + 8KCN

-
+ O
2
+ 2H
2
O
4KAu(CN)
2
+ 4KOH
m
KCN
= (20/197).(8/4).65,12 = 13,024g
4A – 3.
Oxy hóa:
−−−
+→+ eAuClClAu
aq
aqr
34
)(
4)()(
Khử hóa: 3NO
3
-
(aq) + 6H
+
(aq) + 3e
-
→ 3NO
2

(k)

+ 3H
2
O(l)
Au
(r)
+ 3NO
3
-
(aq)
+ 6H
+
(aq)
+ 4Cl
-
(aq)
⇌ AuCl
4
-
(aq)
+ 3NO
2(k)
+ 3H
2
O
(l)
.
4A – 4:
Tác nhân oxy hóa: HNO

3
Tác nhân khủ: Au
4A – 5:
Au
3+
(aq) + 3e → Au(r) E
o
= +1,50V
Au(r) + 4Cl
-
(aq) → AuCl
4
-
(aq) + 3e -E
o
= -1,00V
⇒ Au(r) + Au
3+
(aq) + 4Cl
-
(aq) → AuCl
4
-
(aq) + Au(r) E
o
= 0,50V
Cách 1: E = E
o
– (0,059/n)lgQ
Lúc đạt cân bằng: Q = K, E = 0; K = [AuCl

4
-
]/[Au
3+
][Cl
-
]
4
E
o
= (0,059/n)lgK ⇒ K = 10
25,42
= 2,6.10
25
.
Cách 2: ∆G
o
1
+ ∆G
o
2
= ∆G
o
3
(-nFE
o
1
) + (-nFE
o
2

) = -RTlnK
E = (RT/nF)lnK = (0,059/n)lgK ⇒ K = 10
25,42
= 2,6.10
25
.
4A – 6: a)
4B – 1: b)
4B – 2: b)
4B – 3: a)
4B – 4: b)
3
3
3
3
3
3
101000

3
4

3
4
==









==
=
=
Au
AuNP
Au
AuNP
AuAu
AuNPAuNP
r
r
V
V
N
rV
rV
π
π
4B – 5: b)
4/3.π.r
AuNP
3
= 4/3.π.r
Au
3
.N
Au

.
Diện tích bề mặt của một tiểu phân nano cuả vàng: S = 4.π.r
AuNP
2
S = 4.π.r
Au
2
.N
Au
2/3
N
S
≈ S
AuNP
/π.r
Au
2
= 4N
Au
2/3
.
P = N
S
/N
Au
= 4N
Au
1/3
.
N

Au
= 1000 ⇒ P = 40%
5 – 1:
O
O
O
O O
O
N
N
a)
c)N
b)
H
H
H
d)
S
O
O
O
S
O
O
O
Có thể chấp nhận các câu trả lời sau:
O
O
O
O

O
O
O
O
O
O
O
O
Nhưng các câu trả lời sau là sai:
O
O
O
O
O
O
O
O
O
5 – 2:
C
O
hay
C O
Điện tích hình thức: C
-1
; O
+1
Trạng thái oxy hóa: C
2+
; O

2-
.
5 – 3:
Cấu trúc đúng:
S
C
N
N
O
O
Cấu trúc không đúng (phải thêm điện tích hình thức):
S
C
N
N
O
O
5 – 4:
S (b): tam giác phẳng
C (b): tam giác phẳng
N (a): tháp tam giác
5 – 5:
S
C
N
N
O
S
C
N

N
O
O
S
C
N
N
O
O
+
O
6 – 1:
[H
+
] = 1,00.10
-7
M
K
a1
= [HCO
3
-
][H
+
]/[H
2
CO
3
] = 2,23.10
-4

⇒ [HCO
3
-
]/[H
2
CO
3
] = 2,23.10
3
K
a2
= [CO
3
2-
][H
+
]/[HCO
3
-
] = 4,69.10
-11
⇒ [CO
3
2-
]/[HCO
3
-
] = 4,69.10
-4
[H

2
CO
3
] : [HCO
3
-
] : [CO
3
2-
] = 4,48.10
-4
: 1,00 : 4,69.10
-4
(a) (b)
6 – 2:
P(CO
2
) = 1,01.10
5
.3,60.10
-4
= 36,36Pa
[CO
2(aq)
] = K(CO
2
).P(CO
2
) = 1,24.10
-5

mol/L
Nếu không làm được câu 6 – 2 thì có thể giả sử [CO
2(aq)
]=1,11.10
-5
M để
tính các câu tiếp theo.
6 – 3:
a) Độ tan = [CO
2(aq)
] + [H
2
CO
3
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
]
= [CO
2(aq)
] + [HCO
3
-
]
([H
2
CO

3
] = [CO
2(aq)
] . K(H
2
CO
3
) = 2,48.10
-8
M và
[CO
3
2-
] = K
a2
/([H
+
].[HCO
3
-
] = K
a2
= 4,69.10
-11
M đều qúa nhỏ nên ta bỏ
qua).
[H
+
].[HCO
3

-
]/[CO
2(aq)
] = K
a1
.K(H
2
CO
3
) = 4,46.10
-7
Từ câu 6 – 2 [CO
2(aq)
]=1,24.10
-5
M ta tính được [H
+
]=[HCO
3
-
]=2,35.10
-6
M
Vậy độ tan của CO
2
sẽ bằng 1,48.10
-5
M.
b) Sử dụng [CO
2(aq)

]=1,11.10
-5
M để tính toán:
Độ tan = [CO
2(aq)
] + [H
2
CO
3
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
]
= [CO
2(aq)
] + [HCO
3
-
]
([H
2
CO
3
] = [CO
2(aq)
] . K(H
2

CO
3
) = 2,48.10
-8
M và
[CO
3
2-
] = K
a2
/([H
+
].[HCO
3
-
] = K
a2
= 4,69.10
-11
M đều qúa nhỏ nên ta bỏ
qua).
[H
+
].[HCO
3
-
]/[CO
2(aq)
] = K
a1

.K(H
2
CO
3
) = 4,46.10
-7
Từ câu 6 – 2 [CO
2(aq)
]=1,11.10
-5
M ta tính được [H
+
]=[HCO
3
-
]=2,225.10
-6
M
Vậy độ tan của CO
2
sẽ bằng 1,34.10
-5
M.
6 – 4:
a) Sử dụng [CO
2(aq)
] = 1,24.10
-5
M để tính toán:
Trong dung dịch NaOH 1,00.10

-3
M, độ tan của CO
2
phải tăng lên do phản
ứng sau:
(1) CO
2(aq)
+ 2OH
-
⇌ CO
3
2-
+ 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
3
2-
+ H
2
O ⇌ 2HCO
3
-
K = K(H
2
CO
3
).K
a1
/K
a2
= 9,37.10
3
Kết hợp (1) và (2): CO
2(aq)
+ OH
-
⇌ HCO
3
-
K = 4,43.10
7
.
Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH
-

đều đã chuyển hết về HCO
3
-
.
[HCO
3
-
] = 1,00.10
-3
M
[OH
-
] = 1,82.10
-6
M
[H
+
] = 5,49.10
-9
M
[CO
3
2-
] = 8,54.10
-6
M
Độ tan = [CO
2(aq)
] + [H
2

CO
3
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
]
≈ [CO
2(aq)
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
] = 1,02.10
-3
M
b) Sử dụng [CO
2(aq)
] = 1,11.10
-5
M để tính toán:
Trong dung dịch NaOH 1,00.10
-3
M, độ tan của CO
2
phải tăng lên do phản

ứng sau:
(3) CO
2(aq)
+ 2OH
-
⇌ CO
3
2-
+ 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
3
2-
+ H

2
O ⇌ 2HCO
3
-
K = K(H
2
CO
3
).K
a1
/K
a2
= 9,37.10
3
Kết hợp (1) và (2): CO
2(aq)
+ OH
-
⇌ HCO
3
-
K = 4,43.10
7
.
Do K rất lớn nên toàn bộ lượng OH
-
đều đã chuyển hết về HCO
3
-
.

[HCO
3
-
] = 1,00.10
-3
M
[OH
-
] = 1,82.10
-6
M
[H
+
] = 5,49.10
-9
M
[CO
3
2-
] = 8,54.10
-6
M
Độ tan = [CO
2(aq)
] + [H
2
CO
3
] + [HCO
3

-
] + [CO
3
2-
]
≈ [CO
2(aq)
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
] = 1,02.10
-3
M
6 – 5:
K
eq
= K
sp
.K(H
2
CO
3
).K
a1
/K
a2
= 4,28.10

-5
Nếu không tính được câu 6 – 5 thì ta có thể giả sử rằng K
eq
= 5,00.10
-5
để
tính toán.
6 – 6:
a) Sử dụng K
eq
= 4,28.10
-5
và [CO
2(aq)
] = 1,24.10
-5
M để tính toán:
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
Từ câu 6 – 5: K = 4,28.10
-5
= [Ca
2+
][HCO
3
-

]
2
/[CO
2(aq)
]
= [Ca
2+
](2[Ca
2+
])
2
/[CO
2(aq)
]
Từ câu 6 – 2: [CO
2(aq)
] = 1,24.10
-5
M
⇒ [Ca
2+
] = 0,510.10
-3
M = 20,5mg/L
b) Sử dụng K
eq
= 5,00.10
-5
và [CO
2(aq)

] = 1,11.10
-5
M để tính toán:
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
Từ câu 6 – 5: K = 5,00.10
-5
= [Ca
2+
][HCO
3
-
]
2
/[CO
2(aq)
]
= [Ca
2+
](2[Ca
2+
])
2
/[CO
2(aq)
]

Từ câu 6 – 2: [CO
2(aq)
] = 1,11.10
-5
M
⇒ [Ca
2+
] = 0,5177.10
-3
M = 20,75mg/L
c) Sử dụng K
eq
= 5,00.10
-5
và [CO
2(aq)
] = 1,24.10
-5
M để tính toán:
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
Từ câu 6 – 5: K = 5,00.10
-5
= [Ca
2+
][HCO

3
-
]
2
/[CO
2(aq)
]
= [Ca
2+
](2[Ca
2+
])
2
/[CO
2(aq)
]
Từ câu 6 – 2: [CO
2(aq)
] = 1,24.10
-5
M
⇒ [Ca
2+
] = 0,5372.10
-3
M = 21,53mg/L
d) Sử dụng K
eq
= 4,28.10
-5

và [CO
2(aq)
] = 1,11.10
-5
M để tính toán:
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
Từ câu 6 – 5: K = 4,28.10
-5
= [Ca
2+
][HCO
3
-
]
2
/[CO
2(aq)
]
= [Ca
2+
](2[Ca
2+
])
2
/[CO

2(aq)
]
Từ câu 6 – 2: [CO
2(aq)
] = 1,11.10
-5
M
⇒ [Ca
2+
] = 0,4916.10
-3
M = 19,70mg/L
6 – 7:
HCO
3
-
là thành phần chủ yếu trong dung dịch:
pH của dung dịch này có thể được tính bằng công thức:
pH = (pK
a1
+ pK
a2
)/2 = 6,99 ≈ 7,00
Với K
a1
và K
a2
là hằng số axit của H
2
CO

3
.
Tại pH = 7,00 thì [OH
-
] và [H
+
] ta có thể bỏ qua.
Bên cạnh đó theo câu 6 – 1 thì:[CO
3
2-
] << [HCO
3
-
]
Độ kiềm = [HCO
3
-
] + 2[CO
3
-
] + [OH
-
] - [H
+
] ≈ [HCO
3
-
]
Từ câu 6 – 6: ta có thể có 5 kết qủa sau:
a) 1,02.10

-3
M
b) 1,035.10
-3
M
c) 1,0744.10
-3
M
d) 0,9831.10
-3
M
e) 2,00.10
-3
M (giả sử [Ca
2+
(aq)
] = 40,1mg/L)
6 – 8:
a) Sử dụng K
eq
= 4,28.10
-5
để tính toán
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
[Ca

2+
] = 100mg/L = 2,50.10
-3
M
Thay vào biểu thức K
eq
= 4,28.10
-5
= [Ca
2+
][HCO
3
-
]
2
/[CO
2(aq)
]
= 4[Ca
2+
]
3
/[CO
2(aq)
]
[CO
2(aq)
] = 1,46.10
-3
M

P(CO
2
) = {[CO
2(aq)
]/K(CO
2
).1,01.10
5
= 4,28.10
3
Pa
b) Sử dụng K
eq
= 5,00.10
-5
để tính toán:
Cân bằng khối lượng: [HCO
3
-
] = 2[Ca
2+
]
[Ca
2+
] = 100mg/L = 2,50.10
-3
M
Thay vào biểu thức K
eq
= 5,00.10

-5
= [Ca
2+
][HCO
3
-
]
2
/[CO
2(aq)
]
= 4[Ca
2+
]
3
/[CO
2(aq)
]
[CO
2(aq)
] = 1,25.10
-3
M
P(CO
2
) = {[CO
2(aq)
]/K(CO
2
).1,01.10

5
= 3,67.10
3
Pa
7 – 1:
[ ]
[ ] [ ][ ] [ ][ ]
[ ]
[ ] [ ][ ] [ ][ ]
[ ]
[ ] [ ][ ] [ ][ ]
OOkOOkOk
dt
Od
OOkOOkOk
dt
Od
OOkOOkOk
dt
Od
322131
322131
2
322131
3
2
++−=−
−+−=−
+−=−
−

−
−
7 – 2:
Hằng số cân bằng K được xác định bởi:
[ ][ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ][ ]
[ ]
[ ]
21
2
321
32
3
21
31
1
1
3
2
Ok
Okk
OOk
dt
Od
Ok

Ok
O
k
k
O
OO
K
−
−
−
==−
=
==
7 – 3:
[ ]
[ ] [ ][ ] [ ][ ]
0
0
322131
=++−
=−
−
OOkOOkOk
dt
Od
Từ đó ta có được:
[ ]
[ ][ ]
[ ]
[ ] [ ]

3221
2
3
2
1
32
3
2
2
OkOk
Okk
OOk
dt
Od
+
==−
−
7 – 4:
ClO
(k)
+ O
3(k)
→ Cl
(k)
+ 2O
2(k)
7 – 5:
Dựa vào phương trình: k = Aexp(-E
a
/RT)

Ta rút ra được k
xt
/k
không xúc tác
= exp[(14,0–2,1).1000/(8,314.298)] = 122
8 – 1: 1
8 – 2: 0kJ/mol
8 – 3:
K
K
CC
CC
CC
C
f
eq
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 = k
f
/k
b
8 – 7:
dC
U
/dt = k
f
C
N
– k
b
C
U
= k
f
(C – C
U

) – k
b
C
U
= k
f
C – k
f
C
U
– k
b
C
U
= k
f
C – (k
f
+ k
b
)C
U
(1)
K = k
f
/k
b
= (C
U
)

eq
/(C
N
)
eq
1/K = k
b
/k
f
= (C
N
)
eq
/(C
U
)
eq
⇒ k
b
/k
f
+ 1 = (C
N
)
eq
/(C
U
)
eq
+ 1

⇒ (k
b
+ k
f
)/k
f
= [(C
N
)
eq
+ (C
U
)
eq
]/(C
U
)
eq
⇒ (k
b
+ k
f
)/k
f
= C/(C
U
)
eq
C = [(k
b

+ k
f
)(C
U
)
eq
]/k
f
(2)
Thay (2) vào (1) ta được:
k
f
{[(k
b
+ k
f
)(C
U
)
eq
]/k
f
} – (k
b
+ k
f
).C
U
= [(k
b

+ k
f
)(C
U
)
eq
] - (k
b
+ k
f
).C
U
= -(k
f
+ k
b
)[C
U
– (C
U
)
eq
]
Cuối cùng ta có: dC
U
/dt = -(k
f
+ k
b
)[C

U
– (C
U
)
eq
]