Tài liệu trình bày các bài toán và thí nghiệm liên quan đến hóa học, bao gồm tính lượng electron và năng lượng của chúng, cấu hình hình học của ion và phân tử, cũng như các phản ứng trong môi trường acid và kiềm. Nó cũng đề cập đến việc tính toán các hệ số pH và khả năng hòa tan của các hydroxit khác nhau. Một phần nội dung tài liệu còn bàn về sự phản ứng của CH3Br với ion hydroxide.

1. 1
§Ò thi tuyÓn chän thi olympic Ho¸
(Vßng 1 – Tr­êng §H B¸ch Khoa n¨m 2005)
(Lµm bµi trong 180 phót)
I. Dùa vµo quy t¾c Slater h·y tÝnh n¨ng l­îng cña electron 4s ë nguyªn tö Kali (Z = 19).
Gîi ý: )eV(
n
Z
6,13E
2
*
*
e 





−=
Z*
= Z - σ, σ lµ hÖ sè ch¾n ®­îc tÝnh theo Slater nh­ sau: chia c¸c AO trong nguyªn tö
thµnh c¸c nhãm:
(1s); (2s, 2p); (3s, 3p); (3d); (4s, 4p); (4d); (4f); (5s, 5p); (5d) …
• §èi víi mét electron i chiÕm AO ns hoÆc np, sù ch¾n g©y ra bëi mét electron j ë
AO n’ lµ σj→i nh­ sau:
σj→i = 1 nÕu n’ < n – 1
σj→i = 0,85 nÕu n’ = n – 1
σj→i = 0,35 nÕu n’ = n
σj→i = 0 nÕu n’ > n
• §èi víi mét electron i ë AO nd hoÆc nf, sù ch¾n g©y ra bëi mét electron j cïng
nhãm lµ σj→i = 0,35, víi mét electron j ë c¸c nhãm bªn tr¸i lµ σj→i = 1, víi mét
electron ë c¸c nhãm bªn ph¶i lµ σj→i = 0.
• n*
lµ sè l­îng tö chÝnh biÓu kiÕn ®èi víi electron cÇn tÝnh n¨ng l­îng:
n 1 2 3 4 5 6
n*
1,0 2,0 3,0 3,7 4,0 4,2
II.
1. Dù ®o¸n cÊu h×nh h×nh häc cña c¸c ion vµ ph©n tö sau: NO2
-
, CO3
2-
, SO4
2-
,
OCN-
, HClO.
2. ViÕt c«ng thøc cÊu t¹o cña ph©n tö N2O theo ph­¬ng ph¸p VB vµ chØ râ sù h×nh
thµnh c¸c liªn kÕt trong ph©n tö ®ã nh­ thÕ nµo? CÊu h×nh h×nh häc cña ph©n tö
N2O ra sao?
III.
4Fe2+ + O2(k) + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O (trong m«i tr­êng axit)
4Fe(OH)2(r) + O2(k) + 2H2O 4Fe(OH)3(r) (trong m«i tr­êng kiÒm)
1. B»ng tÝnh to¸n h·y cho biÕt ph¶n øng nµo trªn ®©y x¶y ra dÔ h¬n, biÕt r»ng thÕ
khö chuÈn εo
Fe3+
/Fe2+
= 0,77V, εo
O2/H2O = 1,23V, tÝch sè tan cña Fe(OH)3 lµ 10-36
cña Fe(OH)2 lµ 10-14
ë 25o
C.
2. TÝnh h»ng sè c©n b»ng cña hai ph¶n øng trªn ë 25o
C.

2. 2
SO2(k) + 1/2O2(k) SO3(k) , ∆Ho = -98,5kJ
IV.
1.
ë 400o
C, kp = 460. ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh ∆Go
= f(T)
TÝnh ∆ o
1G cña ph¶n øng ë 25o
C, coi ∆Ho
vµ ∆So
lµ const ®èi víi nhiÖt ®é.
2. SO3(k) + H2O(l) → HSO4
-
+ H+
, ∆ o
2G = -134,5 kJ ë 25o
C
H·y tÝnh:
a. ∆ o
3G cña ph¶n øng (3) sau ë 25o
C:
SO2(k) + 1/2O2(k) + H2O(l) HSO4
- + H+ (3)
b. SuÊt ®iÖn ®éng chuÈn cña pin nÕu sö dông ph¶n øng (3).
c. ThÕ khö chuÈn cña cÆp HSO4
-
/SO2(k), biÕt εo
O2/H2O = 1,23V.
V.
1. ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh liªn hÖ gi÷a lg[Mn+
] vµ pH, pKs cña mçi hi®roxit sau:
Zn(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3. ([Mn+
] lµ nång ®é ion kim lo¹i, Ks lµ tÝch sè tan
cña hi®roxit baz¬).
2. Ks cña Zn(OH)2 = 10-16
, cña Fe(OH)2 = 10-14
, cña Fe(OH)3 = 10-38
. Nång ®é ban
®Çu cña mçi ion trong dung dÞch ®Òu b»ng 10-2
M. ë pH nµo b¾t ®Çu kÕt tña tõng
ion mét.
3. ë pH = 0 chøa Fe2+
, Zn2+
, Fe3+
®Òu cã nång ®é 10-2
M. Khi thªm NaOH vµo th×
hi®roxit nµo kÕt tña tr­íc?
4. Dung dÞch chØ chøa Fe2+
, Fe3+
®Òu cã nång ®é 10-2
M. NÕu chÊp nhËn mét ion kÕt
tña hoµn toµn khi nång ®é ion ®ã cßn l¹i trong dung dÞch Ýt h¬n
1000
1
l­îng ban
®Çu th× ë kho¶ng pH nµo chØ kÕt tña mét hi®roxit, cßn hi®roxit kia kh«ng kÕt
tña.
5. Zn(OH)2 hoµ tan trong NaOH theo tØ lÖ sè mol 1:1:
Zn(OH)2(r) + OH-
ZnO2H-
+ H2O
T×m x trong ph­¬ng tr×nh pH = pKs + lg[x]. ë ®©y Ks = [Zn O2H-
][H+
]
6. NÕu ban ®Çu [Zn2+
] = 10-2
M th× khi thªm NaOH vµo (thÓ tÝch dung dÞch kh«ng
biÕn ®æi) thÊy Zn(OH)2 b¾t ®Çu tan hoµn toµn ë pH = 13. TÝnh Ks cña Zn(OH)2.
VI. CH3Br + OH -
→ CH3OH + Br –
Nång ®é ban ®Çu cña CH3Br vµ OH-
®Òu b»ng nhau (Co). Sè liÖu thÝ nghiÖm thu
®­îc nh­ sau:
Co(M) 0,02 0,05 0,10 0,15 0,20
t
2
1 (phót) 277,5 111,25 55 37,0 27,5
Chøng minh ph¶n øng trªn lµ bËc hai.