Search

Upload

Search SlideShare

Explore

Like this document? Why not share!

ShareEmail

Save

by HÓA HỌC THAN UYÊN by TÀI LIỆU HÓA HỌC by GS Mayradaby Thuong Hoangby TÀI LIỆU HÓA HỌCby TÀI LIỆU HÓA HỌCby lambanmai8283 by HÓA HỌC THAN UYÊNby Tinpee PT by HÓAHỌCTHANUYÊN

by Quyen Le by TÀI LIỆU HÓA HỌC

1–5 of 6 comments nextPost a comment

TỔNG HỢP CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SI... TỔNG HỢP CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SI... 7433 viewsBai tap nang cao hoa 10 Bai tap nang cao hoa 10 8237 viewsChuyên đề phương pháp giải toán cấ... Chuyên đề phương pháp giải toán cấ... 25664 viewsChuyên đề tổng hợp của hóa học hữu cơ Chuyên đề tổng hợp của hóa học hữu cơ 3893 viewsChuyen de boi dưỡng hsg hoa 10 Chuyen de boi dưỡng hsg hoa 10 1621 views30 de-thi-hsg-co-dap-an 30 de-thi-hsg-co-dap-an 3280 views20 chuyen de boi duong Hoa 20 chuyen de boi duong Hoa 3420 viewsTai lieu boi duong HSG phan lien ke... Tai lieu boi duong HSG phan lien ke... 10610 viewsBài GIảng Hóa Hữu Cơ - TS Phan Than... Bài GIảng Hóa Hữu Cơ - TS Phan Than... 13237 viewsLÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHỌN LỌC HÓA 10 LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHỌN LỌC HÓA 10 21558 viewsHóa đại cương Hóa đại cương 6141 viewsHoa 10 trong de thi olympic Hoa 10 trong de thi olympic 1579 views

Like this? Share it with your network

Share

4

Upcoming SlideShare

Loading in...5×

‹ › /242

Like Share

CHUYÊN ĐỀ ÔN THI HSG HÓA QUỐC GIA

TỔNG HỢP CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG HÓAQUỐC GIAby TÀI LIỆU HÓA HỌC , Giáo viên at Dạy họcon Nov 29, 2013

Tweet 1 1

15,834views

Follow

108Like Share

Show more

6 comments 59 Likes

Related More

Comment goes here.

12 hours ago Reply Edit Delete Spam Block

chuot phai vao dau Nguyen Hao

4 days ago Reply

ai tải hộ mình với

2 weeks ago Reply

tai the nao nhi

2 weeks ago Reply

chuột phải ->chọn in ->thay đổi -> lưu dưới dạng pdf -> lưu ok!!!!!

3 weeks ago Reply

muốn tải tài liệu này làm thế nào mọi người, xin giúp đỡ

1 month ago Reply

TỔNG HỢP CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HSG HÓA QUỐC GIADocument Transcript

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂNGIÁO DỤC TRUNG HỌC KỶ YẾU HỘI THẢO PHÁT TRIỂN CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊNTRƯỜNG THPT CHUYÊN MÔN HÓA HỌC 1

2. MỤC LỤC TT I NỘI DUNG TRANG Chuyên đề giảng dạy Hóa học TRƯỜNG THPT CHUYÊNLƯƠNG VĂN TỤY, NINH BÌNH Bồi dưỡng học sinh giỏi về Vận dụng lý thuyết chuẩn độ axit – bazơTRƯỜNG THPT CHUYÊN LAM SƠN, THANH HÓA 3 Sử dụng phương pháp đồ thị để xác định bậcphản ứng và tính hằng số cân bằng TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN HUỆ, HÀ NỘI 10 Bồi dưỡnghọc sinh giỏi về Nhiệt hóa học TRƯỜNG THPT CHUYÊN THÁI BÌNH Cấu trúc phân tử và học thuyếtVSEPR đơn giản TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ HỒNG PHONG, NAM ĐỊNH - Giảng dạy chuyên đềvề Nhiệt – động học; TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝ ĐÔN, ĐÀ NẴNG - Bài tập chọn lọc vềDanh pháp và Lập thể của Hiđrocacbon vòng no TRƯỜNG THPT CHUYÊN ĐHSP HÀ NỘI Một sốvấn đề saccarit trong giảng dạy lớp chuyên hóa học phổ thông; TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ QUÝĐÔN, ĐÀ NẴNG - Xác định cấu trúc peptit TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI-AMSTERDAM Kinhnghiệm giảng dạy về Tổng hợp hữu cơ: Phản ứng hữu cơ kèm cơ chế TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊ

Full Name

• • • •

Huỳnh Thúc , Teacher at Truong trung cap bach khoa sai gon

leduc anh , gsgfsdfs

leduc anh , gsgfsdfs

Nguyễn Hảo at Tìm lại 1 chút bình yên giữa đường đời sóng gió

Duong Hung at Chuyên Thái Nguyên

Lien Huong

Subscribe to commentsPost Comment

TỔNG HỢP CHUYÊN ĐỀ BỒIDƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA 107433 views

Bai tap nang cao hoa 108237 views

Chuyên đề phương pháp giải toáncấu tạo nguyên tử 201425665 views

Chuyên đề tổng hợp của hóa họchữu cơ3893 views

Chuyen de boi dưỡng hsg hoa 101621 views

30 de-thi-hsg-co-dap-an3280 views

20 chuyen de boi duong Hoa3420 views

Tai lieu boi duong HSG phan lien kethoa hoc10610 views

Bài GIảng Hóa Hữu Cơ - TS PhanThanh Sơn Nam13237 views

LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHỌNLỌC HÓA 1021558 views

Hóa đại cương6141 views

Hoa 10 trong de thi olympic1579 views

210716429 chuyen-đề-1-cấu-tạo-nguyen-tử-bảng-tuần-hoan-cac-nguyen-tố-hoa-học…4869 views

Tailieu bdhs hoa1428 views

Phương pháp giải bài tập tinh thểtrong luyện thi hsg1126 views

Cac hieu ung trong hoa huu co bkhn4239 views

QUÝ ĐÔN, BÌNH ĐỊNH Kinh nghiệm giảng dạy nội dung Mối quan hệ cấu trúc-tính chất (điểm sôi, tínhaxit, tính bazơ); HÓA HỌC VỚI CUỘC SỐNG – ĐỒ TRANG SỨC 23 56 100 104 126 150 PGS – TSLê Kim Long, Đại học Quốc gia Hà Nội 155 173 2

3. 177 II Chuyên đề Thí nghiệm thực hành Hoá học TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHTN- ĐHKHTN –ĐHQG HÀ NỘI - Các phương pháp Sắc kí trong thực hành hóa học; TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÊHỒNG PHONG, TP. HỒ CHÍ MINH 187 - Giảng dạy thực hành về chuẩn độ gián tiếp (chuẩn độngược); 192 III Kinh nghiệm tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học TRƯỜNG THPTCHUYÊN LÊ HỒNG PHONG, NAM ĐỊNH - Kinh nghiệm tuyển chọn, bồi dưỡng học sinh giỏi mônHóa học TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU, NGHỆ AN Phân tích các “bẫy“ thường gặptrong quá trình hướng dẫn giải bài tập hóa học 205 TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI –AMSTERDAM Kinh nghiệm tuyển chọn, bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa 206 học 218 IV Kinhnghiệm quản lý và xây dựng đội ngũ giáo viên, đội tuyển học sinh giỏi Hóa học TRƯỜNG THPTCHUYÊN NGUYỄN TRÃI, HẢI DƯƠNG Phát triển chuyên môn giáo viên Hóa ở trường THPT chuyênTRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU, NGHỆ AN Giải pháp nâng cao chất lượng dạy học, kếtquả thi HSG quốc gia – quốc tế 220 222 V Đổi mới kiểm tra đánh giá môn Hóa học trong trường THPTchuyên TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÙNG VƯƠNG, PHÚ THỌ Đổi mới kiểm tra đánh giá môn Hóahọc trong trường chuyên TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN BỈNH KHIÊM, QUẢNG 3

4. NAM Phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá môn hóa học 224 TRƯỜNG THPT CHUYÊN LAMSƠN, THANH HÓA Ma trận đề thi chọn đội tuyển HSG và Đề thi kèm Hướng dẫn giải 227 229 VIGiảng dạy môn Hóa học bằng tiếng nước ngoài TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHTN –ĐHQG HÀ NỘI Kinhnghiệm tổ chức dạy học môn hóa học bằng tiếng Anh cho 245 học sinh THPT chuyên. I. Chuyên đềgiảng dạy Hóa học VẬN DỤNG LÝ THUYẾT HÓA HỌC PHÂN TÍCH TRONG GIẢNG DẠY NỘIDUNG CHUẨN ĐỘ AXIT-BAZƠ Ở TRƯỜNG CHUYÊN, PHỤC VỤ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎIQUỐC GIA, QUỐC TẾ I. CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXIT- ĐƠN BAZƠ . PGS.TS.Đào Thị Phương Diệp-Khoa Hóa học, trường ĐHSP Hà Nội Ths.Đoàn Thị Kim Dung-Trường chuyên Lương Văn Tụy, Ninhbình MỞ ĐẦU Hóa học phân tích nói chung và phản ứng axít- bazơ nói riêng có vai trò to lớn, chiếmmột vị trí quan trọng trong quá trình giảng dạy môn hoá học ở trường trung học phổ thông (THPT), đặcbiệt đối với các trường chuyên và luyện thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế. Trong những năm gần đâyđã có một số công trình nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết hóa học phân tích [1], về phản ứng oxi hóa-khử [2], phản ứng axit-bazơ [3], phản ứng tạo thành hợp chất ít tan [4] trong giảng dạy học sinh trườngchuyên và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia. Nhưng các công trình trên mới chỉ tập trung đi sâu vào tínhtoán cân bằng ion trong dung dịch, mà chưa đề cập đến chuẩn độ dung dịch, là một trong những nộidung có trong chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia [5], đề thi chọn đội tuyển Quốc gia dự thiOlympic Hóa học Quốc tế của các nước trên thế giới [6], [7], [8], [9], [10] và có cả trong đề thi Olympichóa học Quốc tế 4

5. hàng năm [11], [12]. Nội dung này cũng đã được đưa vào trong chương trình sách giáo khoa (SGK)12 nâng cao [13] nhưng với thời lượng quá ít và nội dung kiến thức cũng hết sức đơn giản. Để rút ngắnkhoảng cách giữa nội dung kiến thức được học ở các trường chuyên và nội dung thi Olympic Quốc gia,Quốc tế, cần thiết phải trang bị cho cả giáo viên (GV) và học sinh (HS) những kiến thức nâng cao ngangtầm chương trình đại học, nhưng vẫn đảm bảo mức độ hợp lý, phù hợp với trình độ học sinh phổ thông.Đây chính là một trong những nội dung chúng tôi xin được trình bày trong thông báo này với phạm vivề “chuẩn độ đơn axit–đơn bazơ”. NỘI DUNG Từ lâu chuẩn độ axit-bazơ đã được đưa vào trong một sốđề thi HSG Quốc gia và Quốc tế với nội dung hết sức phong phú và đa dạng: Từ phép chuẩn độ đơn axit,đơn bazơ đến các phép chuẩn độ đa axit, đa bazơ; Từ nội dung tính pH tại các thời điểm chuẩn độ, tínhnồng độ các chất tham gia phản ứng chuẩn độ và tính thể tích của thuốc thử cần dùng đến yêu cầu tính saisố chuẩn độ và chọn chỉ thị thích hợp; Từ nội dung vẽ đường cong chuẩn độ đến yêu cầu xác định thànhphần hỗn hợp phân tích trên cơ sở dạng đường cong chuẩn độ v.v…Như vậy, nội dung thi Olympic Quốcgia, Quốc tế có một sự chênh lệch khá xa so với chương trình hóa học của các trường chuyên. Chính vìthế cần thiết phải trang bị kiến thức chuẩn độ axit-bazơ cho HS một cách hợp lý để các em nắm được bảnchất của các quá trình hóa học xảy ra trong dung dịch, từ đó giúp cho các em có phương pháp giải đơngiản phù hợp với trình độ của HS. Sau đây là một số ví dụ minh họa về chuẩn độ đơn axit, đơn bazơ. Vídụ 1: Chuẩn độ 100,00 ml dung dịch NaOH đến mất màu chỉ thị phenolphtalein thì tiêu thụ hết 48,00 mldung dịch HCl 5,00.10 -3 M. Tính chính xác nồng độ dung dịch NaOH [14]. Phân tích: Đối với học sinhphổ thông (HSPT), khái niệm về “chuẩn độ axit-bazơ” còn khá mới mẻ, vì vậy GV cần giảng giải để học

lý thuyết hữu cơ và bài tập quantrọng - hoàng thái việt3053 views

Tài liệu ôn thi ĐH môn Hóa hay năm20144135 views

Bai tap chon loc hoa 10 nang cao3196 views

Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử20122 views

Boi duong hsg hoa 10847 views

đề Thi hsg môn hóa 10 hoa.918 views

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP CHỌNLỌC HÓA 115111 views

Bài tập trắc nghiệm hóa 105176 views

Bai tap chon loc hoa 106507 views

Cac dang bai tap hoa lop 9 hay3834 views

Tai lieu boi_duong_hsg_hoa_hoc2252 views

Phản ứng Oxi hóa khử - Điện hóahọc28805 views

Chuyên đề lý thuyết nguyên tử3649 views

Phương pháp giải bài tập tinh thểtrong luyện thi hsg969 views

Tai lieu on thi hsg ly thuyet + bai tap462 views

Cac bai tap kinh dien va cach giaihno3

sinh (HS) thấy được phản ứng chuẩn độ axit-bazơ thực chất là phản ứng trung hòa. Và bài toán trên cóthể đặt vấn đề như sau: Nhỏ vài giọt phenolphtalein vào 100,00 ml dung dịch NaOH chưa biết nồng độ.Thêm tiếp dung dịch HCl 5,00.10 -3M cho tới khi mất màu của phenolphtalein thì phải dùng hết 48,00ml dung dịch HCl. Tính chính xác nồng độ dung dịch NaOH. Trước hết GV cần phân tích để HS thấyđược nếu lượng axit cho vào trung hòa vừa đủ với 100,00 ml NaOH thì hệ đạt đến điểm tương đương(TĐ) và pHTĐ = 7,00. Nhưng ở đây phép chuẩn độ (hay quá trình trung hòa) lại kết thúc tại thời điểmchỉ thị phenolphtalein đổi màu. Căn cứ vào khoảng chuyển màu của chỉ thị và dựa vào thứ tự chuẩn độ,GV hướng dẫn để HS xác định được tại điểm cuối chuẩn độ, pH c = 8,00 > pHTĐ = 7,00 (dừng trướcđiểm TĐ), tức là sau phản ứng còn dư NaOH. Để tính chính xác CNaOH, HS có thể sử dụng phươngtrình bảo toàn điện tích, hoặc nếu có kiến thức về hóa học phân tích nói chung hay kiến thức về chuẩn độaxit - bazơ nói riêng [15], [16], thì các em có thể tính sai số của phép chuẩn độ. Căn cứ vào giá trị sai sốtính được (dương hoặc âm) để hiệu chỉnh, tính chính xác thể tích tương đương (VTĐ) – là thể tích dungdịch HCl cần dùng để trung hòa hết 100,00 ml NaOH. Từ đó HS sẽ tính được chính xác nồng độ NaOH.Tuy nhiên đối với HSPT chưa có khái niệm về phương trình sai số chuẩn độ axit – bazơ, vì vậy GV cầnvận dụng kiến thức về chuẩn độ axit - bazơ một cách hợp lí để hướng dẫn các em giải bài toán này màkhông cần phải sử dụng đến phương trình sai số (quá nặng đối với các em), và cũng không nên dùngphương trình bảo toàn điện tích (nặng về ý nghĩa vật lí hơn là tư duy hóa học): Đặt CNaOH = Co. VìpHc = 8,00 > 7,00, do đó còn dư NaOH theo phản ứng: H+ + OH→ H2O 5

6. C 5.10 −3.48 148 100.Co 148 100.Co − 5.10−3.48 148 -6 + -8 pH = 8,00 → [OH ] = 10 ? [H ] = 10→ có thể bỏ qua sự phân li của nước →[OH-] ; C’ 0 −3 COH- (dư), nghĩa là: 10-6 = 100.Co − 5.10 .48→ Co = 2,4015.10-3 M . 148 Như vậy với cách giải này các em hiểu được bản chất của các quá trìnhxảy ra trong dung dịch, nắm được hiện tượng hóa học, giúp phát triển tư duy hóa học. Cũng cần lưu ýrằng: thông thường khi cần đánh giá mức độ phân li của nước, các em thường so sánh [H+] hoặc [OH-]với giá trị 10-7. Trong bài toán này ta không thể nói 10 -6 ? 10-7 và như vậy khó có thể thuyết phục đểcác em chấp nhận [OH -] ; COH- (dư). Nhưng nếu so sánh [OH-] = 10-6 ? [H+] = 10-8, có nghĩa là sựphân li của H2O có thể bỏ qua, do đó sự chấp nhận [OH-] ; COH- (dư) là hợp lí. Như vậy từ giá trị pHchuyển màu của chỉ thị khi thực hiện phản ứng trung hòa cho phép đánh giá được nồng độ của chất thamgia phản ứng. Trên cơ sở này giáo viên có thể nâng mức độ phức tạp của bài toán nếu sử dụng hai chỉ thịsẽ cho phép xác định nồng độ của cả chất phân tích và chất chuẩn. Ví dụ 2: Chuẩn độ 50,00 ml dungdịch HCl bằng dung dịch NaOH đến đổi màu phenolphtalein (pT=9,00) thì phải dùng 25,00 ml NaOH.Nếu chuẩn độ đến xuất hiện màu vàng của metyl da cam (pT=4,40) thì phải dùng 24,50 ml NaOH. Tínhnồng độ HCl và NaOH [14]. Phân tích: Tương tự ví dụ 1 giáo viên nên hướng dẫn cho các em phân tíchbản chất các quá trình xảy ra trong dung dịch: khi trung hòa đến pH = 9,00 > 7,00 → môi trường bazơ→ dư NaOH; ngược lại khi chuẩn độ đến pH = 4,40 < 7,00 → môi trường axit → dư HCl, từ đó các emdễ dàng tính được nồng độ các chất mà không phải sử dụng phương trình bảo toàn điện tích - chỉ thiênvề công cụ toán học, nặng về ý nghĩa vật lí mà không chú ý đến tư duy hóa học. Từ 2 ví dụ trên ta thấycác bài toán đều giới hạn trong phạm vi là phép chuẩn độ đều kết thúc ở các giá trị pH mà tại đó có thểbỏ qua quá trình phân li của H 2O (pH = 8,00; 9,00; 4,40). Nhưng trên thực tế có thể trung hòa đến giátrị pH bất kì, do đó giáo viên cần khai thác thêm trường hợp nâng cao này. Ví dụ 3: Chuẩn độ 100,00 mldung dịch NaOH bằng dung dịch HCl 0,010 M. Nếu lượng HCl tiêu thụ là 40,00 ml thì pH của dung dịchthu được bằng 10,00. Tính thể tích dung dịch HCl 0,010 M cần phải cho vào 100,00 ml dung dịch NaOHở trên trong quá trình chuẩn độ để pH của hỗn hợp thu được bằng 7,50. Phân tích: Để tính được thể tíchdung dịch HCl cần cho vào dung dịch NaOH, trước hết các em phải tính được nồng độ NaOH (CNaOH)từ dữ kiện thứ nhất của đề bài. Giống như ví dụ 1, có rất nhiều cách để tính CNaOH, nhưng GV nênhướng dẫn các em xét các quá trình xảy ra trong hệ để tránh không phải sử dụng phương trình sai sốhoặc phương trình bảo toàn điện tích: Từ giá trị pHhệ = 10,00 sau khi thêm 40,00 ml HCl, các em sẽthấy được sau khi trung hòa, OH- còn dư và [OH-] ; COH- (dư). Từ đó các em dễ dàng tính đượcCNaOH = 4,14.10-3 (M) Sau khi tính được CNaOH, các em phải căn cứ vào giá trị pH tại thời điểmdừng chuẩn độ để xác định thành phần của hệ: ở pH = 7,5 > 7,0 → môi trường bazơ, dư NaOH và [H +]= 10-7,5 ≈ [OH-] = 10-6,5 → Sự phân li của H2O không thể bỏ qua, do đó [OH-] = CNaOH dư + [H+](tính 6

7. theo cân bằng phân li của nước hoặc tính theo điều kiện proton - ĐKP). Từ đó sẽ tính được thể tíchdung dịch HCl: VHCl = 41,40 ml. Ví dụ 4: Chuẩn độ 25,00 ml dung dịch HCOOH hết 12,50 ml dungdịch NaOH 0,100 M. Tính pH của dung dịch trước khi chuẩn độ và sau khi thêm NaOH với thể tích: 1/10,00 ml; 2/ 12,45 ml; 3/ 12,50 ml; 4/ 13,00 ml. Phân tích: Đây là dạng bài tập tính pH của dung dịch

4456 views

15 chuyen de bd hsg hoa 91173 views

58 công thức giải nhanh hóa học30376 views

Tai lieu-on-tap-hoa-119935 views

Chuyên đề kim loại tác dụng vớidung dịch muối67910 views

De cuong hoa 11 nang cao2397 views

He thong kien thuc hoa hoc lop 10chuong trinh coban va nang caoluyen thi da……2049 views

7 phương pháp giải hóa học2699 views

Tổng hợp phương pháp giải Hóa 12ôn thi Đại Học16296 views

sau khi trung hòa axit yếu (hoặc bazơ yếu) bằng bazơ mạnh (hoặc bằng axit mạnh). Dạng toán này đượcsử dụng rất nhiều trong các đề thi học sinh giỏi vì kết hợp được nhiều tình huống từ đơn giản đến phứctạp. Để đưa về dạng bài quen thuộc HS phải viết được phản ứng chuẩn độ và xác định được thành phầngiới hạn ở mỗi thời điểm dừng chuẩn độ, từ đó dễ dàng tính được pH của hệ. Ví dụ 5: Có thể chọn metylda cam, metyl đỏ hoặc phenolphtalein làm chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ HCl bằng NaOH 0,10 Mđược không, biết rằng để trung hòa hết 20,00 ml dung dịch HCl trên cần 20,00 ml dung dịch NaOH 0,10M. Phân tích: Trước hết GV cần nêu nguyên tắc chung của việc chọn chỉ thị sao cho pH chuyển màu rõnhất của chỉ thị (hay còn gọi là chỉ số chuẩn độ pT của chất chỉ thị) càng gần với pH TĐ càng tốt. Nhưvậy HS cần xác định được pHTĐ cũng như chỉ số chuẩn độ của 3 chất chỉ thị đã cho trong phép chuẩnđộ HCl bằng NaOH. Nhưng nếu chỉ căn cứ vào nguyên tắc trên, tức là nếu so sánh giá trị pTmetyl dacam = 4,40; pTmetyl đỏ = 6,20 và pTphenolphtalein = 9,00 với pHTĐ = 7,00 thì cùng lắm HS chỉ“dám” chọn metyl đỏ có pT = 6,20 ≈ 7,00 làm chỉ thị thích hợp cho phép chuẩn độ trên. Chính vì vậyGV cần linh hoạt hướng dẫn các em dựa vào thể tích thuốc thử (NaOH) tiêu thụ khi sử dụng các chỉ thịkhác nhau để chọn chỉ thị thích hợp: Nếu tại thời điểm chuyển màu của chỉ thị mà thể tích thuốc thử tiêuthụ xấp xỉ thể tích tương đương (VTĐ = VNaOH = 20,00 ml) thì có thể chọn được chỉ thị đó cho phépchuẩn độ đang xét. Như vậy căn cứ vào giá trị pH chuyển màu của các chỉ thị tại điểm dừng chuẩn độ,với 0,10.20 = 0,10 M các em dễ dàng tính được VNaOH đã dùng: CHCl = 20 • Với chỉ thị metyl da cam,pT metyl da cam = 4,40 → sau khi trung hòa C H+(dư) = [H+] = 104,40 . 0,1.20 − 0,1VOH= 10−4,40→ VOH- = 19,984 (ml) ≈ VTĐ → dùng được chỉ thị metyl da 20 + VOHcam. • Tương tự có thể chọnphenolphtalein cho phép chuẩn độ này, bởi vì thể tích thuốc thử tiêu thụ là VOH- = 20, 004 (ml) ≈VTĐ. • Nếu dùng metyl đỏ, có pT = 6,20 ≈ 7,00 → ngoài lượng dư axit tại điểm cuối chuẩn độ, phải kểđến lượng H+ do nước phân li ra: [H+] = 10-6,20 = CH+(dư)+ [OH-] 0,1.20 − 0,1VOH+ 10−7,80 =10−6,20 → VOH- = 19,9998 (ml) ≈ VTĐ. Vậy sử dụng chỉ thị Hay: 20 + VOHmetyl đỏ là hoàn toànhợp lí và cho sai số nhỏ nhất trong số 3 chỉ thị trên. Ví dụ 6: Có thể dùng phenolphtalein làm chỉ thị chophép chuẩn độ 25,00 ml dung dịch C6H5COOH 0,10 M bằng dung dịch NaOH 0,20 M được không, nếusai số cho phép không vượt quá 0,1%? Phân tích: 7

8. So với ví dụ 5, bài toán này phức tạp hơn do đây là phép chuẩn độ đơn axit yếu bằng bazơ mạnh, nênpHTĐ ≠ 7,00. Để có thể chọn chỉ thị theo nguyên tắc chung, cần tính pH TĐ. Đối với HS trườngchuyên, việc xác định pHTĐ là hoàn toàn có thể thực hiện được. Xuất phát từ phản ứng chuẩn độ:C6H5COOH + OH- → C6H5COO- + H2O, các em dễ dàng tính được thể 25.0,1 = 12,5 ml . Từ đó xácđịnh được pHTĐ theo cân bằng tích NaOH tiêu thụ tại ĐTĐ: VTĐ = 0, 2 0,1.25 0,2 thu proton củaC6H5COO- có nồng độ C = 25 +12,5 = 3 M : pHTĐ = 8,5 ≈ 9,00. Do đó có thể chọn đượcphenolphtalein làm chỉ thị cho phép chuẩn độ trên. Tuy nhiên không phải lúc nào cũng chọn được chỉ thịcó pT ≈ pH TĐ, hơn nữa khác với ví dụ 5, ở đây việc chọn chỉ thị thích hợp được khống chế bởi sai sốcho phép, do đó ngoài nguyên tắc trên, GV cần giải thích để HS nắm được khái niệm “bước nhảy chuẩnđộ” (BNCĐ) và với sự xuất hiện BNCĐ trên đường cong chuẩn độ cho phép mở rộng phạm vi chọn chỉthị: có thể chọn bất kì chỉ thị nào có chỉ số chuẩn độ pT nằm trong BNCĐ ứng với sai số cho phép.Nghĩa là để chọn được chỉ thỉ thích hợp, có thể tính BNCĐ ứng với sai số cho trước hoặc tính K w C +C0 h ) − sai số đối với từng chỉ thị theo phương trình sai số: q = - (h − . h CC0 Ka + h Tuy nhiên cả haicách này đều không phù hợp với HSPT do các em không biết phương trình sai số. Chính vì vậy GV cầnhướng dẫn để các em tính được giá trị pH đầu bước nhảy (pHđ) và pH cuối bước nhảy (pHc) ứng với giátrị thể tích thuốc thử cho vào thiếu (Vđ: thể tích đầu bước nhảy) và thừa (Vc: thể tích cuối bước nhảy)0,1% so với thể tích tương đương, từ đó chọn những chỉ thị có pHđ < pT < pHc. Đầu bước nhảy: Vđ =VTĐ.99,9% = 12,5.99,9% = 12,4875 ml Cuối bước nhảy: Vc = VTĐ.100,1% = 12,5.100,1% =12,50125 ml Từ hai giá trị thể tích này các em sẽ tính được giá trị pHđ và pHc tương ứng: Tại Vđ=12,4875 ml → dư C6H5COOH: C6H5COOH + OH→ C6H5COO- + H2O C 25.0,1 34,4875 12,487537,4875 C’ 6,67.10-5 _ 0,0666 -5 → tính pHđ theo hệ C6H5COOH 6,67.10 M và C6H5COO- 0,0666M: pHđ = 4,2 + lg 0,0666 ≈ 7,20. Nhưng với pHđ = 7,20 ≈ 7,00 → cần phải đánh giá 6,67.10 −5 chínhxác theo ĐKP vì phải kể đến cân bằng phân li của H2O. Nhưng nếu chỉ cần so sánh pHđ vớipTphenolphtalein = 9,00 thì có thể chấp nhận được giá trị gần đúng này. Tương tự với Vc = 12,5015 >VT Đ → dư OHCOH- = 12,50125.0,2 − 25.0,1 = 6,666.10 −6 → pHc = 9,80 37,50125 Vậy BNCĐ =7,20 – 9,80 → có thể chọn được phenolphtalein làm chỉ thị cho phép chuẩn độ trên vì 7,20 < 9,00 <9,80. Ví dụ 7: Chuẩn độ 50,00 ml dung dịch NH3 hết 30,00 ml dung dịch HCl 0,25 M 1/ Tính nồng độdung dịch NH3. 2/ Tính pH tại thời điểm chuẩn độ được 50% chất phân tích (pH1/2) và pHTĐ. 3/ Căn cứvào pHTĐ, có thể chọn được phenolphtalein, metyl da cam, metyl đỏ làm chỉ thị thích hợp cho phépchuẩn độ trên không? 4/ Có thể chọn những chỉ thị có giá trị pT bằng bao nhiêu cho phép chuẩn độ này

với sai số cho phép là ± 0,1%. 8

9. 5/ Nếu chọn chỉ thị metyl da cam thì sai số chuẩn độ là bao nhiêu? Phân tích: Đây là bài toán tổng hợpgồm tất cả các dạng: Tính nồng độ các chất phản ứng; Tính pH tại các thời điểm chuẩn độ; Chọn chỉ thịthích hợp cho phép chuẩn độ; Tính sai số chuẩn độ và tính BNCĐ. Dựa vào phản ứng chuẩn độ, HS dễdàng tính được CHCl = 0,15 M. Trên cơ sở đó, khi chuẩn độ được 50% lượng NH3, HS sẽ tính đượcpH1/2 là pH của hệ đệm. Từ thành phần tại ĐTĐ là NH + với C = 4 0,15.50 , HS dễ dàng tính đượcpHTĐ = 5,134 50 +30 từ đó có thể chọn metyl đỏ có pT = 5,00 ≈ 5,314 làm chỉ thị cho phép chuẩn độnày. Để trả lời được câu 4, các em phải tính được BNCĐ, tức là tính khoảng pH ứng với thể tích thuốc thửcho vào thiếu và thừa so với VTĐ là 0,1% tương tự như ví dụ 6. Để đánh giá sai số của chỉ thị metyl dacam, GV cần hướng dẫn cho HS phải tính VHCl cần dùng để chuẩn độ 50,00 ml NH3 trên đến đổi màumetyl da cam tại pH = 4,00, từ đó tính được sai số theo sự sai lệch giữa VHCl tiêu thụ và VTĐ màkhông cần phải tính theo phương trình sai V − VTĐ số: q = VTĐ 0,15.50 Từ thành phần của hệ tại pH =4,00 gồm NH + tạo thành với CNH+ = M và H+ 4 4 50 +V 0, 25V − 0,15.50 M, các em sẽ tính đượcVHCl = 30,03 ml. 50 + V V − VTĐ 30, 03 − 30 = .100 = 0,10% Vậy q = VTĐ 30 dư với CH + = Tuycách giải này dài hơn nhưng phù hợp với trình độ của HS, giúp các em phát triển được tư duy hóa học.KẾT LUẬN Trên cơ sở phân tích nội dung chuẩn độ axit – bazơ của chương trình chuyên hoá chúng tathấy được vị trí, vai trò của Hóa học phân tích trong việc hình thành kiến thức cơ bản về chuẩn độ axit-bazơ cho học sinh trường chuyên, cũng như thấy được mối quan hệ mật thiết, hữu cơ giữa chương trìnhchuyên hóa, chương trình thi học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế với Hóa học phân tích. Từ đó vận dụnglinh hoạt, hợp lý lý thuyết Hóa học phân tích nói chung và lý thuyết chuẩn độ axit-bazơ nói riêng tronggiảng dạy hóa học ở trường chuyên, phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế. TÀI LIỆUTHAM KHẢO [1] Dương Thị Lương. Vận dụng lý thuyết hóa học phân tích để giải các bài toán cânbằng ion trong dung dịch-Bồi dưỡng học sinh giỏi chuyên hóa. Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học. Tháinguyên, 2007. [2] Lê Thị Ngọc Hà. Tìm hiểu việc vận dụng lý thuyết phản ứng oxi hóa –khử tronggiảng dạy hóa học phổ thông qua hệ thống bài tập, đề thi đại học, đề thi học sinh giỏi quốc gia . Luậnvăn thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội, 2003. [3] Nguyễn Thị Hiển. Phân loại, đánh giá tác dụng, xâydựng các tiêu chí, cấu trúc các bài tập về phản ứng axit-bazơ phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏiquốc gia. Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội, 2003. 9

10. [4] Vương Bá Huy. Phân loại, xây dựng tiêu chí cấu trúc các bài tập về hợp chất ít tan phục vụ choviệc bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia. Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học. Hà Nội, 2006. [5] Đề thi HSGQuốc gia bảng A, bảng B từ năm 1994 đến năm 2009. [6] Đề thi chọn đội tuyển thi Olympic quốc tếvòng 2 từ năm 2005 đến năm 2009. [7] Bài tập chuẩn bị Olympic Quốc tế từ năm 2002 đến năm 2006.[8] Trần Thành Huế, Nguyễn Trọng Thọ, Phạm Đình Hiến. Olympic Hóa học Việt Nam và Quốc tế, tập II.NXB Giáo dục, 2000. [9] Nguyễn Trọng Thọ. Olympic Hóa học Việt Nam và Quốc tế, tập III. NXB Giáodục, 2000. [10] Đào Quý Triệu, Tô Bá Trọng (Hoàng Minh Châu, Đào Đình Thức hiệu đính). OlympicHóa học Việt Nam và Quốc tế, tập IV. NXB Giáo dục, 2000. [11] Hoàng Minh Châu, Ngô Thị Thân, HàThị Diệp, Đào Đình Thức (hiệu đính tiếng đức), Trần Thành Huế, Nguyễn Trọng Thọ, Phạm Đình Hiến.Olympic Hóa học Việt Nam và Quốc tế, tập V. NXB Giáo dục, 2003. [12] Đề thi Olympic Quốc tế từnăm 2002 đến năm 2009. [13] Lê Xuân Trọng, Nguyễn Hữu Đĩnh, Từ Vọng Nghi, Đỗ Đình Rãng, CaoThị Thặng. Hóa học 12 nâng cao. NXB Giáo dục, 2008. [14] Nguyễn Tinh Dung. Bài tập hóa học phântích. NXB Giáo dục,1982. [15] Nguyễn Tinh Dung. Hóa học phân tích phần III. Các phương pháp địnhlượng hóa học (tái bản lần thứ 4). NXB Giáo dục, 2007. [16] Đào Thị Phương Diệp, Đỗ Văn Huê. Giáotrình Hóa học phân tích. Cơ sở phân tích định lượng hóa học. NXB Đại học Sư phạm, 2007. SỬ DỤNGPHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ ĐỂ XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG VÀ TÍNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG MaiChâu Phương THPT Chuyên Lam sơn-Thanh Hóa I.1. Cơ sở lý thuyết. I.1.1. Phản ứng bậc một. A →sản phẩm Phương trình động học dạng tích phân: C = Co.e-kt (1) kt=ln Co (2) C Trong đó: k: hằng sốtốc độ phản ứng Co: nồng độ ban đầu của chất tham gia phản ứng A. C : nồng độ chất A tại thời điểm t.t : thời gian phản ứng. Từ phương trình (1) và (2) nhận thấy nếu ta khảo sát sự phụ thuộc nồng độ chấtphản ứng theo thời gian như phương trình (1) thì việc xác định hằng số tốc độ phản ứng k là khó khăn vìđây là hàm mũ, còn nếu khảo sát phương trình (2) thì thấy phương trình (2) chính là phương trình tuyếntính bậc nhất dạng y=ax, trong đó y=ln Co , a=k, x=t. Do đó, dựa vào số liệu thực C Co =f(t) phụ thuộctuyến tính theo thời gian với độ dốc của đồ thị C xác định được hằng số tốc độ phản ứng k=tgα nghiệmta khảo sát hàm ln 10

11. ln α t 0 Hình 1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc logarit nồng độ chất tham gia phản ứng theo thời gian.

I.1.2. Phản ứng bậc hai. I.1.2.1. Trường hợp 1: Nồng độ ban đầu của hai chất tham gia phản ứng khácnhau. A + B → sản phẩm 0 C1 C0 t=0 0 2 t C1 C2 x Phương trình tốc độ phản ứng dạng tích phân: kt=1 C0 .C ln 10 2 0 C0 -C1 C2 .C1 2 (3) C2 C0 =(C0 -C10 )kt+ln 2 (4) 2 0 C1 C1 C2 Từ phương trình (4)có ln phụ thuộc tuyến tính vào thời gian và đường biểu diễn sự phụ C1 0 0 thuộc này có dạng y=ax + bvới độ dốc của đồ thị bằng tgα =(C2 -C1 )k và cắt trục tung tại C0 2 ln 0 . C1 tgα k= 0 0 Suy ra: C2 -C1Suy ra: ln 11

12. ln α ln t 0 Hình 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc logarit nồng độ hai chất tham gia phản ứng theothời gian. I.1.2.2. Trường hợp hai: Nồng độ ban đầu của hai chất tham gia phản ứng bằng nhau a=b hayC0 =C10 . 2 Phương trình tốc độ phản ứng dạng tích phân: 1 1 = +kt (5) C C0 Phương trình (5) biểudiễn nghịch đảo của nồng độ chất tham gia phản ứng tại thời điểm t phụ thuộc tuyến tính theo thời gian.Đường biểu diễn k=tgα , cắt trục tung tại 10 C 1 =f(t) có dạng y=ax+b, có độ dốc bằng C 1 C α 1 C0 0 tHình 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc nghịch đảo nồng độ chất tham gia phản ứng theo thời gian. Nhưvậy, trong phương pháp đồ thị người ta thử các số liệu thực nghiệm vào dạng tích phân của phương trìnhđộng học để tìm sự phù hợp. Trước hết giả định phản ứng có bậc n. Sau đó từ dạng tích phân củaphương trình động học tìm một hàm của nồng độ chất tham gia phản ứng phụ thuộc tuyến tính theo thờigian. Vẽ đường biểu diễn của hàm này dựa vào các kết quả thực nghiệm. Sự thẳng hàng của các điểmbiểu diễn chứng tỏ tính đúng đắn của bậc phản ứng đã giả định, từ đó cũng xác định được hằng số tốc độphản ứng dựa vào độ dốc của đồ thị 12

13. I.1.3. Cách dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính. Có thể xây dựng đồ thị dạng y=ax,y=ax+b dựa trên phần mềm Microsoft Office Excel, hoặc dựng đồ thị trên giấy ô li. I.1.3.2. Dựng đồ thịtrên phần mềm Microsoft Office Excel. Bước 1: Mở màn hình Microsoft Office Excel. Bước 2: Nhập sốliệu theo cột các giá trị x, y tương ứng của phương trình dạng y=ax hay y=ax+b. Bước 3: Bôi đen hai cộtsố liệu, sau đó lần lượt vào Insert/Chart/XY(Scatter)/Chart subtype/Next/Next/Finish. Bước 4: Tích phảichuột vào vùng không gian trống trong đồ thị, vào Chart Options, nhập cách biểu diễn trục hoành Value(X) axis, cách biểu diễn trục tung Value (Y) axis. Bước 5: Tích phải chuột vào một điểm thực nghiệm,vào Add Trendline/Linear/Display equation on chart/Ok được đường thẳng biểu diễn hàm phụ thuộc vàphương trình hồi quy. Từ đó thu được hệ số góc của đồ thị, do đó tính được hằng số tốc độ phản ứng.Việc dựng đồ thị trên phần mềm Microsoft Office Excel, sau đó máy tính hồi quy lại thu được đườngchuẩn trên cơ sở phương pháp bình phương tối thiểu. I.1.3.1. Dựng đồ thị trên giấy. Bước 1: Giả thiếtphản ứng tuân theo động học bậc nào đó. Bước 2: Chuyển sang phương trình động học dạng tích phân.Bước 3: Kẻ bảng tính số liệu biểu diễn sự phụ thuộc thích hợp của nồng độ theo thời gian. Bước 4: Dựngđồ thị biểu diễn sự phụ thuộc dạng thích hợp của nồng độ theo thời gian bằng cách vẽ các điểm thựcnghiệm. Sau đó kẻ đường chuẩn. Chú ý: Đối với dựng đồ thị trên giấy ô li cần chú ý chọn tỉ lệ xích trêngiấy sao cho phù hợp, gốc toạ độ không nhất thiết phải là điểm không. Sau khi dựng được các điểm thựcnghiệm thì dựng đường chuẩn không phải là đường đi qua nhiều điểm thực nghiệm, mà đường chuẩn làđường tối ưu khi tổng bình phương khoảng cách từ các điểm thực nghiệm đến đường chuẩn là nhỏ nhất,nên kẻ đường chuẩn dựa vào khoảng cách tới các điểm thực nghiệm. Bước 5: Dựng một tam giác vuôngbất kì có cạnh huyền nằm trên đường chuẩn (đầu mút của cạnh huyền tam giác này không nên trùng vớibất cứ điểm thực nghiệm nào để cho kết quả thu được khách quan). Bước 6: Tính hệ số góc tgα dựa trênviệc đo độ dài hai cạnh góc vuông. Chú ý: Độ dài hai cạnh góc vuông này phải tương ứng với tỉ lệ xíchđã được chia trên trục hoành và trục tung, không phải là độ dài đo được trên thước hay trên giấy ô li.Ngoài cách dựng đồ thị có thể kiểm tra lại tính đúng đắn của phương pháp bằng cách so sánh với cáchtính theo phương pháp bình phương tối thiểu hay phương pháp trung bình. Phương pháp này có thể ápdụng và mở rộng cho việc xác định các thông số khác như năng lượng hoạt hoá, các giá trị nhiệt động,hệ số hấp thụ trong đo trắc quang…. II.2. Bài tập vận dụng. Bài 1: (Trích đề thi Olympic hoá học quốctế lần thứ 41-Anh 2009)[8] Biến tính protein. Đối với các phân tử protein nhỏ, phản ứng không biến tínhcó thể biểu diễn theo cân bằng sau: Protein biến tính Protein không biến tính Ta có thể giả sử rằng cácphản ứng biến tính protein chỉ xảy ra qua một giai đoạn. Phản ứng biến tính protein là phản ứng bậcnhất, hằng số tốc độ của phản ứng này có thể xác định bằng 13

14. cách theo dõi cường độ huỳnh quang khi làm biến tính một mẫu protein không biến tính ban đầu(thông thường bằng cách thay đổi pH của dung dịch). Bắt đầu từ dung dịch protein không biến tính cónồng độ 1,0 M, người ta làm biến tính protein và đo được nồng độ của các protein không biến tính ở25 oC theo thời gian: Thời gian (ms) 0 10 20 30 40 Nồng độ ( M) 1 0,64 0,36 0,23 0,14 Vẽ một đồ thịthích hợp, từ đó tính hằng số tốc độ của phản ứng biến tính protein k ở 250C Bài giải: Do phản ứng biến

tính của protein là phản ứng bậc nhất nên có phương trình động học dạng tích phân là: kt=ln Co C Trongđó: k là hằng số tốc độ phản ứng biến tính protein. C0: nồng độ protein không biến tính ban đầu. C:nồng độ protein không biến tính tại thời điểm t. Từ số liệu thực nghiệm ta có bảng số liệu sau: Thờigian(ms) 0 10 20 30 Nồng độ ( μM ) 1,00 0,64 0,36 0,23 0,446 1,022 1,470 o ln C C o 40 0,14 1,966Dựng các điểm thực nghiệm có toạ độ (t, ln C ), sau đó kể đường chuẩn. C 14

15. ln(Co/C) 2,0 C 1,5 1,0 B A 0,5 0 20 10 30 40 t(ms) Dựng tam giác vuông bất kì ABC. Dựa vào tỉ lệxích đã chia trên trục hoành CB 0,975 = = 0, 0505 và trục tung tính được tgα= AB 19,3 Kiểm tra lại kếtquả dựng đồ thị trên giấy với kết quả dựng đồ thị trên phần mềm Microsoft Office Excel 2.5 ln(C/C) 2 y= 0.0501x - 0.026 R2 = 0.9975 1.5 1 0.5 0 0 10 20 30 40 50 t(ms) 15

16. Từ đồ thị ta thấy hệ số góc k=0,0501 ms -1 hay k=50s-1. Như vậy kết quả thu được bằng cách dựngđồ thị trên giấy hoàn toàn phù hợp. Bài 2: (Trích trong bài tập chuẩn bị Olympic hoá học quốc tế lần thứ40 Hungari 2008)[7] Phản ứng của axeton với brom sinh ra bromaxeton. a) Viết phương trình hóa họccủa phản ứng nếu như axeton dư. Khi nghiên cứu cơ chế phản ứng thì người ta thực hiện một số thínghiệm động học sau ở 25 °C trong dung dịch nước bằng cách đo nồng độ của Br 2 bằng phương pháptrắc quang. Đường cong động học tương ứng được ghi lại khi nồng độ đầu của các chất là [Br 2]0 =0.520 mmol/dm3, [C3H6O]0 = 0.300 mol/dm3, và [HClO4]0 = 0.050 mol/dm3. t (min) 0 2 4 6 8 10 1214 3 [Br2] (μmol/dm ) 52 47 41 37 32 26 22 0 1 5 7 2 9 3 173 t (min) 16 18 20 22 24 26 28 30 3 [Br2](μmol/dm ) 12 4 69 20 0 0 0 0 0 b) Tác nhân phản ứng hết trong thí nghiệm này là? c) Bậc của phảnứng đối với tác nhân này là? Thời điểm mà ở đó xảy ra bước gãy về tính chất (characteristic break point)trên đường cong động học được gọi là thời gian phản ứng và nó được đo trong dung dịch nước ở 25 °C.Bảng sau cho ta một vài giá trị thời gian phản ứng trong một vài thí nghiệm khác nhau (′ chỉ phút, ″ chỉgiây) thời gian phản ứng [Br2 ]0 [C3 H6 O]0 [HClO4 ]0 mmol/dm3 mmol/dm3 mmol/dm3 0.151 30050 5′56″ 0.138 300 100 2′44″ 0.395 300 100 7′32″ 0.520 100 100 30′37″ 0.520 200 100 15′13″ 0.520500 100 6′09″ 0.520 300 200 4′55″ 0.520 300 400 2′28″ d) Xác định bậc phản ứng ứng với ba chất thamgia. e) Viết biểu thức tốc độ tổng quát. Một phương pháp điện hóa khác cho phép ta sử dụng nồng độ Br2 bé hơn. Ở một đường cong động học với nồng độ các chất đầu [Br 2]0 = 1.80 μmol/dm3, [C3H6O]0 =1.30 mmol/dm3, và [HClO4]0 = 0.100 mol/dm3 đã được cho ở bảng sau: t (s) 0 10 20 30 40 50 60 70[Br2] (μmol/dm3) 1.8 1.5 1.3 1.2 1.0 0.9 0.8 0 7 9 7 6 7 2 0.73 t (s) 80 90 100 110 120 130 140 150[Br2] (μmol/dm3) 0.6 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 6 8 9 5 9 4 0 0.26 f) Tác nhân phản ứng hết trong thínghiệm này là? g) Bậc của phản ứng đối với tác nhân này là? Bài giải: a) Phản ứng b) Br2 là tác nhângiới hạn (chất phản ứng hết) 16

17. c) Đồ thị động học của phản ứng (đường cong động học) Đường cong động học lúc này là mộtđường thẳng nên quá trình này là quá trình bậc 0 của brom d) Do quá trình là bậc 0 đối với Br2 và tất cảcác chất tác nhân khác đều ở lượng dư nên giá trị tốc độ là một hằng số trong mỗi thí nghiệm. Nó có thểđược tính một cách đơn giản: v = [Br 2]o/ tphản ứnn Với tphản ứng là thời gian phản ứng. Sự phụ thuộcgiữa tốc độ phản ứng vào tác nhân phản ứng hết có thể được khảo sát trực tiếp từ công thức. Vẽ đồ thịvận tốc như là một hàm của nồng độ axeton trong môi trường axit (nồng độ không đổi 0,100 mol/dm3)cho: Đồ thị là một đường thẳng, phản ứng có bậc 1 ứng với axeton. Vẽ đồ thị như là một hàm của nồngđộ axit với nồng độ axeton giữ không đổi (0,300 mol/dm 3) cho: 17

18. Đồ thị là một đường thẳng, phản ứng có bậc 1 đối với [H+] e) v= ka[C3H6O][H+] f) Br2 là tác nhângiới hạn (chất phản ứng hết) g) Đường cong động học: Đường này không hẳn là đường thẳng nên quátrình này không phải bậc 0. Kiểm tra với phản ứng bậc 1 thì thấy có khả năng bằng cách xây dựng mộtsự phụ thuộc vào logarit. Đồ thị có dáng điệu như sau: Các điểm có thể thẳng hàng với nhau. Như vậyquá trình này là bậc 1 với brom Một phương pháp khác là xác định thời gian bán huỷ từ những cặp giátrị nồng độ đã cho. Từ đó rút ra được sự phân huỷ Br2 tuân theo quy luật phản ứng bậc 1. Bài 3: Đểnghiên cứu động học của các phản ứng giữa ion Br- và ClO-: 18

19. Br- + ClO- → BrO- + Clngười ta trộn lẫn 100 ml dung dịch NaClO 0,1M với 48 ml dung dịchNaOH 0,5M và 21 ml nước cất. Hỗn hợp này được đặt vào máy điều nhiệt ở 298K. Sau đó cho 81mldung dịch KBr 1% (cũng ở 298K) vào hỗn hợp trên. Sau mỗi khoảng thời gian xác định (t) người ta lấymẫu và xác định lượng BrO- trong mẫu. Kết quả thu được như sau: t(phút) 0 3,65 7,65 15,05 26,0047,60 90,60 2 0 0,0560 0,0953 0,1420 0,1800 0,2117 0,2367 C - .10 (M) BrO Nồng độ của NaClO vàKBr trong hỗn hợp phản ứng ở t=0 lần lượt bằng 0,003230M và 0,002508M. pH cẩu dung dịch là 11,28.Xác định bậc và hằng số tốc độ phản ứng. Bài giải: Giả sử phản ứng có động học bậc hai. Phương trình

động học của phản ứng là: v=k.CBr- .CClOBr- + ClO- → BrO- + Cl0 C1 C0 0 0 2 C1 C2 x x t=0 t CBr=C0 -CBrO Br - Ta có bảng số liệu sau: t(phút) 0 3 2,508 CBr- .10 CClO .103 C ln ClO CBr - - 0 CClO=CClO -CBrO - - - - 3,65 1,948 7,65 1,555 15,05 1,088 26,00 0,708 47,60 0,391 90,60 0,141 3,2302,670 2,227 1,810 1,430 1,113 0,863 0,253 0,315 0,381 0,509 0,703 1,046 1,812 - Dựng đồ thị có toạđộ các điểm là (t, ln C ln ClO CBr- CClO ) CBr - - 2, 0 1, 6 C 1, 2 0, 8 B A 0, 4 t(phút) 0 20 40 60 8010 Dựng tam giác vuông bất kì ABC. Dựa vào tỉ lệ xích đã chia trên trục0hoành và trục tung tính đượctgα= CB 0, 66 = = 0, 0174 AB 38 19

20. k= tgα 0, 0174 = = 24,100( M −1. ph −1 ) 0 0 −3 CClO- -CBr - (3, 230 − 2,508).10 Có thể kiểm tralại kết quả dựa vào dựng đồ thị trên Microsoft Office Excel hoặc giải theo phương pháp trung bình thấykết quả hoàn thoàn phù hợp. Bài tập vận dụng. 1. Để thu được oxi người ta phân huỷ 15cm 3 dung dịchH2O2 với sự có mặt của chất xúc tác. Thế tích oxi thu được theo thời gian như sau: t(phút) 2 4 6 8 ∞V(ml)O2 1,3 2,36 3,36 3,98 6,18 Đáp số: Bậc nhất, k=0,124 ph-1 2. Động học của phản ứng giữa natrithiosunfat với propylbromua: 2S O2- +RBr → RS O- +Br - , được nghiên cứu ở 37,30C. Nồng độ củaS2O3 sau mỗi 2 3 2 3 khoảng thời gian t được xác định bằng phương pháp chuẩn độ thể tích. Thể tíchdung dịch I 2 nồngđộ 0,02572N dùng để chuẩn độ hỗn hợp phản ứng (10,02ml) ở các thời điểm khácnhau được cho dưới đây: t(s) 0 1110 2010 3192 5052 7380 11232 ∞ 37,63 35,20 31,90 29,86 28,0426,01 22,24 v I2 (ml) 0 2Nồng độ của S2O3 ban đầu là 0,100M. Xác định hằng số tốc độ phản ứng. Đápsố: k=0,001636M-1.s-1 3. Etylen oxit bị nhiệt phân theo phương trình: → CH4(k) + CO(k) ở 687,7K ápsuất chung của hỗn hợp trong phản ứngbiến đổi theo thời gian như sau: t(phút) 0 5 7 9 12 18P.105(N.m-2) 0,155 0,163 0,168 0,172 0,178 0,188 P(mmHg) 116,51 120,56 125,72 128,74 133,23141,37 Hãy chứngtỏ rằng phản ứng phân huỷ etylen oxit là bậc nhất và tính hằng số tốc độ của phảnứng. 4. Dùng phương pháp đồ thị hãy xác định bậc của phản ứng: (CH3)3CBr(aq) + H2O(l) →(CH3)3COH(aq) + H+ + Brtừ các dữ kiện thực nghiệm sau đây ở 298K t(s) 0 15000 35000 55000 95000145000 [(CH3)3CBr] 0,0380 0,0308 0,0233 0,0176 0,0100 0,00502 (mol.l-1) Đáp số: bậc nhất. 5. Đốivới phản ứng xà phòng hoá etyl axetat CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH Ở thời điểm banđầu t=0 hỗn hợp phản ứng chứa este và xút với nồng độ bằng nhau 0,05M. Phản ứng được theo dõi bằngcách ở mỗi thời điểm t người ta lấy 10ml hỗn hợp phản ứng rồi chuẩn độ lượng xút còn lại bằng dungdịch HCl 0,01M. Kết quả thu được như sau: t(phút) 4 9 15 24 37 53 VHCl(ml) 44,1 38,6 33,7 27,9 22,918,5 Xác định bậc phản ứng, hằng số tốc độ phản ứng và thời gian nửa phản ứng. Đáp số: Bậc hai,k=0,647M-1.phút-1 6. Styren phản ứng với axit hipoclorơ cho ta clohiđrin C6H5-CHOH-CH2Cl. Chấtnày chuyển thành epoxit trong môi trường kiềm: O (k) 20

21. C6H5 O + Cl- + H2O C6H5-CHOH-CH2Cl + OH- → Đó là một phản ứng bậc hai. Hãy giải thích tạisao trong môi trường đệm phản ứng là bậc một. Ở 180C và trong môi trường đệm người ta đo nồng độCl -(kí hiệu là x) theo thời gian và thu được kết quả sau: t(phút) 180 360 480 1140 1260 3 10 x(mol/l)1,15 2,10 2,70 4,88 5,21 Nồng độ ban đầu của clohiđrin là 6,86.10-3 mol/l. Sau khi kiểm tra lại bậcphản ứng hãy tính hằng số tốc độ của phản ứng này. Đáp số: k=1,05.10-3 phút-1 7. Trong dung dịch axityếu, H2O2 tác dụng với ion thiosunfat theo sơ đồ sau: 22H 2 O 2 + 2S2O3 + 2H+ → 2H2O + S4 O 6Tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ ion H + trong khoảng pH từ 4-6. Với nồng độ 2ban đầu[H2O2]=0,03680M; [ S2 O3 ]=0,02040M. Ở 25oC và pH=5 ta thu được những số liệu sau: t(phút) 16 3643 52 23 5,18 4,16 3,13 [ S2O3 ].10 10,30 Xác định bậc phản ứng và tính hằng số tốc độ của phản ứng.Đáp số: Bậc hai, k=3,17.10-2lit.mol-1.giây-1 OH8. Cho phản ứng sau: CH 3COCH2C(CH3)2OH

→ 2CH3COCH3 có kèm theo một sự tăng thể tích khá lớn. Lượng CH3COCH2C(CH3)2OH tỉ lệthuận với việc tăng thể tích. Từ các số liệu sau: t(phút) 0 10 20 30 40 50 60 ∞ Sự giãn nở 0 60,8 97,7119,9 133,4 141,4 146,1 153,8 thể tích Đáp số: Bậc nhất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Thị Đà,Đặng Trần Phách, Cơ sở lý thuyết các phản ứng hoá học, Nhà xuất bản giáo dục. 2. Nguyễn Văn Duệ,Trần Hiệp Hải, Lâm Ngọc Thiềm, Nguyễn Thị Thu, Bài tập hoá lí, Nhà xuất bản giáo dục. 3. Trần VănNhân, Hoá lí tập 3, Nhà xuất bản giáo dục. 4. Vũ Đăng Độ, Cơ sở lý thuyết các quá trình hoá học, Nhàxuất bản giáo dục. 5. René. DIDIER, Hoá học đại cương tập 2, Nhà xuất bản giáo dục. 6. René.DIDIER, Bài tập hoá học đại cương tập 2, Nhà xuất bản giáo dục. 7. Bài tập chuẩn bị Olympic hóa họcquốc tế lần thứ 40-Hungari 2008. 8. Bài thi lý thuyết Olympic hoá học quốc tế lần thứ 41-Anh quốc2009. 21

22. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHỆT HOÁ HỌC” DÙNG CHO HỌCSINH CHUYÊN HOÁ Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - Hà Nội I. MỞ ĐẦU Trong quá trình giảngdạy ở trường phổ thông nhiệm vụ phát triển tư duy cho học sinh là nhiệm vụ rất quan trọng, đòi hỏi tiến

hành đồng bộ ở các môn, trong đó Hóa học là môn khoa học thực nghiệm đề cập đến nhiều vấn đề củakhoa học, sẽ góp phần rèn luyện tư duy cho học sinh ở mọi góc độ đặc biệt là qua phần bài tập hóa học.Bài tập hóa học không những có tác dụng rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đãhọc một cách sinh động, phong phú mà còn thông qua đó để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng cần thiếtvề hóa học, rèn luyện tính tích cực, tự lực, trí thông minh sáng tạo cho học sinh, giúp học sinh hứng thútrong học tập. Qua bài tập hóa học giáo viên kiểm tra, đánh giá việc nắm vững kiến thức và kỹ năng hóahọc của học sinh. Để giáo viên bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên dự thi học sinh giỏi cấpTỉnh và cấp Quốc gia được tốt thì nhu cầu cấp thiết là cần có một hệ thông câu hỏi và bài tập cho tất cảcác chuyên đề như : cấu tạo chất, nhiệt hoá học, động hoá học, cân bằng hoá học,.... Vì vậy , trong quátrình giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia tôi đã sưu tầm và tập hợp lại một số câu hỏi vàbài tập theo một số chuyên đề, trong đó có phần dùng để luyện tập cho học sinh phần “Nhiệt hoá học” II.MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học”dùng cho họcsinh lớp chuyên Hoá học ở bậc THPT giúp học trò học tốt hơn và chuẩn bị tốt hơn cho các kỳ thi họcsinh giỏi Hóa học cả về lý thuyết – bài tập – phương pháp giải, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạyvà học tập môn Hóa học. III. NỘI DUNG A- CƠ SỞ LÍ THUYẾT : Trước khi đưa ra hệ thống bài tậpcho học trò luyện tập thì giáo viên cần phải yêu cầu học trò nhớ lại một số khái niệm và nội dung líthuyết cơ bản của phần Nhiệt hoá học như sau: 1) KHÍ LÍ TƯỞNG: * Khí lí tưởng là chất khí màkhoảng cách giữa các phân tử khí xa nhau, có thể bỏ qua tương tác giữa chúng. * Với khí lí tưởng thì cóthể áp dụng : - Phương trình trạng thái: P.V = nRT (R = 8,314 J/mol.K = 0,082 l.atm/mol.K) - Trongb× cã hçn hî p khÝth× P = Σ Pi = nh : cßn P = N .P = ni .P i i Σni Σni .RT V 2) HỆ VÀ MÔITRƯỜNG: - Hệ mở: hệ trao đổi chất và năng lượng với môi trường. - Hệ kín: Hệ chỉ trao đổi nănglượng với môi trường. - Hệ đoạn nhiệt: Hệ không trao đổi nhiệt với môi trường. * Quy ước: Hệ nhậnnăng lượng của môi trường ⇒ năng lượng mang dấu + Hệ nhường năng lượng cho môi trường ⇒ nănglượng mang dấu 3) BIẾN ĐỔI THUẬN NGHỊCH: Nếu hệ chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạngthái cân bằng khác một cách vô cùng chậm qua liên tiếp các trạng thái cân bằng thì sự biến đổi này đượcgọi là thuận nghịch. Đây là sự biến đổi lí tưởng không có trong thực tế. 22

23. 4) SỰ BIẾN ĐỔI BẤT THUẬN NGHỊCH: là sự biến đổi được tiến hành với vận tốc đáng kể.Những phản ứng trong thực tế đều là biến đổi bất thuận nghịch. 5) HÀM TRẠNG THÁI: là hàm mà giátrị của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ, không phụ thuộc vào những sự biến đổitrước đó. Ví dụ: P.V = hàm trạng thái P1.V1 = n.RT1 ; P2.V2 = n.R.T2 6) CÔNG (W) VÀ NHIỆT (Q)- Là 2 hình thức trao đổi năng lượng. - W, Q không phải là hàm trạng thái vì giá trị của chúng phụ thuộcvào cách biến đổi. Ví dụ: Công của sự giãn nở khí lí tưởng từ thể tích V 1 đến V2 ở to = const trong 1xilanh kín nhờ 1 pittông được tính bằng công thức: 2 W=- ∫P n .dV (Pn : áp suất bên ngoài) 1 * Nếu sựbiến đổi là BTN thì Pn = Pkq = const 2 WBTN = - Pkq . ∫ dV = - Pkq . ∆V = - Pkq .(V2 - V1) 1 * Nếusự biến đổi là thuận nghịch: Giảm P n những lượng vô cùng bé để thể tích khí tăng những lượng vô cùngbé. Khi đó Pn mỗi lúc thực tế = P ở bên trong xi lanh = Pk Pn = Pk = n.RT/V 2 2 V2 dV ⇒ WTN = - ∫Pn .dV = - nRT . ∫ = - nRT .ln V ⇒ WBTN ≠ WTN V 1 1 1 * Các quá trình thuận nghịch sinh công lớnnhất khi hệ biến đổi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2. Lượng công này đúng bằng lượng công cần thiếtđưa hệ về trạng thái ban đầu một cách thuận nghịch. 7) NỘI NĂNG U: - U của một chất hay một hệgồm động năng của các phần tử và thế năng tương tác giữa các phần tử trong hệ đó. - U là đại lượngdung độ và là hàm trạng thái - U của n mol khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. 8) NGUYÊN LÍ ICỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC: (SỰ BIẾN ĐỔI NỘI NĂNG CỦA HỆ). ∆U = U2 - U1 = W + Q - Đối vớisự biến đổi vô cùng nhỏ: dU = δW + δQ (δ: Chỉ những hàm không phải là hàm trạng thái) - Thường gặpcông được thực hiện chỉ do sự biến đổi thể tích nên: δW = -P.dV ⇒ ∫ dU = Q - ⇒ dU = δQ = P .dV 2 ∫P.dV 2 ↔ ∆U = Q - 1 ∫ P.dV 1 * Nhiệt đẳng tích: Nếu hệ biến đổi ở V = const → dV = 0 ⇒ ∆U = QV⇒ QV là 1 hàm trạng thái. * Nhiệt đẳng áp: Nếu hệ biến đổi ở P = const thì: 2 ∫ P.dV = P . 1 2 ∫ dV =P. V2 - P. V1 1 ⇒ ∆U = U2 - U1 = QP - P. V2 + P .V1 ⇒ QP = (U2 + P.V2) - (U1 + P .V1) Đặt U +P.V = H = entanpi = hàm trạng thái ⇒ QP = H2 - H1 = ∆H = sự biến thiên entanpi của hệ. * Nhiệt phảnứng: Xét 1 hệ kín trong đó có phản ứng: aA + bB → cC + dD Nhiệt phản ứng của phản ứng này là nhiệtlượng trao đổi với môi trường khi a mol A phản ứng với b mol B tạo ra c mol C và d mol D ở T = const.23

24. - Nếu phản ứng được thực hiện ở P = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứng đẳng ápQP = ∆H - Nếu phản ứng được thực hiện ở V = const thì nhiệt phản ứng được gọi là nhiệt phản ứngđẳng tích QV=∆U * Quan hệ giữa QP và QV QP = ∆H = ∆(U + PV)P = ∆U + P. ∆V ⇒ ∆H = ∆U + P .∆V = ∆U + ∆n .RT QP = QV + ∆n .RT ( ∆n = ∑ n khí sp - ∑ n khí pư ) Khi ∆n = 0 ⇒ QP = QV hay

∆H = ∆U ∆U = QV = n .CV . ∆T ∆H = QP = n .CP . ∆T * Nhiệt dung mol đẳng áp (C P) là nhiệt lượngcần cung cấp để làm 1 mol chất nóng thêm 1 o trong điều kiện đẳng áp (mà trong quá trình không có sựbiến đổi trạng thái). T2 T2 T1 T1 * Tương tự với CV: ∆H = ∫ C P .dT ; ∆U = ∫C T .dT CP, CV là hàmcủa nhiệt độ. ∆H ∆U ; CV = ∆T ∆T ∆H ∆U P.∆V Mà ∆U = ∆H - P. ∆V ⇒ CP = = + = CV + R ∆T ∆T∆T Q, W: Không phải là hàm trạng thái QV = ∆ U; QP = ∆ H ⇒ QV, QP là hàm trạng thái ⇒ chỉ phụthuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào quá trình biến đổi là thuậnnghịch hay không thuận nghịch. 9) ĐỊNH LUẬT HESS: ∆H (∆U) của 1 quá trình chỉ phụ thuộc vàotrạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà không phụ thuộc vào đường đi. ∆Hpư = ∑∆Hs (sản phẩm) -∑∆Hs (chất đầu) = ∑∆Hc (chất đầu) - ∑∆Hc (sản phẩm) 10) ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF: ∆H2 n1 A +n2 B n3C + n4 D T2 Với 1 mol khí lí tưởng: CP = ∆Hb ∆ Ha ∆H1 n3C + n4 D T1 Theo định luật Hess:∆H2 = ∆Ha + ∆H1 + ∆Hb Mà: n1 A + n2 B T2 ∆Ha = ∫ (n1.C PA +n2 .C Pb ).dT = T1 T2 ∆Hb = ∫ (n.C 3 PC T2 ∫ (n .C 1 PA +n2 .C PB ).dT T1 +n4 .C PD ).dT T1 T2 T2 T1 T1 ⇒ ∆H2 = ∆H1 + ∫ [(n3.C PC +n4 .C PD ) − (n1C PA + n2 C PB )].dT = ∆H1 + ∫ ∆C P .dT T - ∆H1 thường được xác định ởđiều kiện chuẩn: ∆H T = ∆H 298 + o o ∫ ∆C 298 24 o P .dT

25. Với ∆CoP = ∑CoP(sp) - ∑CoP(tham gia) CoP là nhiệt dung mol đẳng áp ở điều kiện chuẩn (1atm). -Trong khoảng hẹp của nhiệt độ có thể coi ∆CoP = const Thì: ∆H2 = ∆H1 + ∆CP.(T2 -T1) ∆HoT =∆Ho298 + ∆CoP (T - 298) 11) ENTROPI (S) - Trong sự biến đổi thuận nghịch vô cùng nhỏ ở T = consthệ trao đổi với môi trường một δQTN lượng nhiệt δQTN thì sự biến thiên entropi trong quá trình này là:dS = T S là hàm trạng thái (J/mol.K) δQTN - Nếu sự biến đổi là bất thuận nghịch thì dS > T - Vì là hàmtrạng thái nên khi chuyên từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 bằng biến thiên thuận 2 δQ nghịch hay bấtthuận nghịch thì S2 - S1 = ∆S = ∫ TN T 1 (∆STN = ∆SBTN) 12) NGUYÊN LÍ II CỦA NHIỆT ĐỘNGHỌC: δQ dS ≥ T - Trong hệ cô lập δQ = 0. nên: + dS = 0: trong hệ cô lập entropi của hệ không đổi nếuxảy ra quá trình thuận nghịch. + dS > 0 : trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra (BTN) theo chiều tăngentropi của hệ và tăng cho tới khi đạt giá trị max thì hệ sẽ đạt trạng thái cân bằng. * Entropi là thước đođộ hỗn độn của hệ: Độ hỗn độn của 1 hệ hay 1 chất càng lớn khi hệ hay chất đó gồm những hạt và sựdao động của các hạt càng mạnh (khi liên kết giữa các hạt càng yếu). VD: S H2O(r) < S H O (l) < S 2 SH (k) < S O (k)< SO 2 2 3 H2O (h) (k) ⇒ S là 1 đại lượng dung độ. 13) SỰ BIẾN THIÊN S TRONGQUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI TRẠNG THÁI CỦA CHẤT: Khi chất nguyên chất nóng chảy hoặc sôi ở P =const thì: 2 δQ ∆H T = const ⇒ ∆S = ∫ = T T 1 ∆H = nhiệt biến thiên trạng thái = Ln/c hoặc Lh 14) ∆STRONG QUÁ TRÌNH GIÃN NỞ ĐẲNG NHIỆT KHÍ LÍ TƯỞNG: Xét n mol khí lí tưởng giãn nở thểtích từ V 1 → V2 ở to = const. Vì nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ nên trong sự biến đổinày: ∆U = QTN + WTN = QBTN + WBTN = 0 2 V2 nRT .dV ). ⇒ QTN = - WTN = nRT. ln ( = -(- P.∆V) = ∫ V1 V 1 V P QTN = nRln 2 = n.R.ln 1 V1 P2 T 15) SỰ BIẾN THIÊN ENTROPI CỦA CHẤTNGUYÊN CHẤT THEO NHIỆT ĐỘ. - Quá trình P = const: Đun nóng 1 chất nguyên chất từ T1 → T2,không có sự chuyển pha: T = const ⇒∆S = 25

26. T2 ∆S = δQTN T T1 ∫ T2 ∆S = ∫ n.C T1 P . Với δQ = δQP = dH = n.CP.dT dT T * Trong khoảngnhiệt độ hẹp, coi CP = const ⇒ ∆S = n.CP.ln - Quá trình: V = const ⇒ ∆S = n .CV.ln T2 T1 T2 T1 16)ENTROPI TUYỆT ĐỐI * Nguyên lí III của nhiệt động học: - Entropi của chất nguyên chất dưới dạngtinh thể hoàn chỉnh ở 0(K) bằng 0: S(T = 0) = 0 * Xuất phát từ tiên đề trên ta có thể tính được entropituyệt đối của các chất ở các nhiệt độ khác nhau. VD: Tính S của 1 chất ở nhiệt độ T nào đó, ta hình dungchất đó được đun nóng từ 0(K) → T(K) xét ở P=const. Nếu trong quá trình đun nóng có sự chuyển phathì: ∆S = ∆ST - ∆S(T = 0) = ST = Tnc 5 ∑ ∆S i =1 i T Lnc S LS T dT dT dT +n. + ∫ n.C P ( l ) . +n.+ ∫ n.C P ( h ) . ⇒ ST = ∫ n.C P ( r ) . T Tnc Tnc T TS TS T 01 Giá trị entropi được xác định ở P = 1atm = const và ở nhiệt độ T nào đó được gọi là giá trị entropi chuẩn, kí hiệu là S0T, thường T = 298K→ S0298 17) SỰ BIẾN THIÊN ENTROPI TRONG PHẢN ỨNG HOÁ HỌC: + Khi phản ứng thựchiện ở P = const, T = const thì: ∆S = ΣS(sp) - ΣS(t/g) 0 0 0 + Nếu ở điều kiện chuẩn và 25 C thì: ∆S298= ΣS 298(sp) - ΣS0298(t/g) + Vì S của chất khí >> chất rắn, lỏng nên nếu số mol khí sản phẩm (sp)> số mol khí tham gia thì ∆S > 0 và ngược lại. Còn trong trường hợp số mol khí ở 2 vế bằng nhau hoặcphản ứng không có chất khí thì ∆S có giá trị nhỏ. 18) THẾ NHIỆT ĐỘNG ∆Scô lập = ∆S hệ + ∆S mt ≥0 a)Thế đẳng áp G: Xét hệ xảy ra sự biến đổi ở P, T đều không đổi trong quá trình này môi trường nhậncủa hệ một nhiệt lượng ∆Hmt do hệ toả ra → ∆Hmt = - ∆H hệ = - ∆H ∆H → ∆S mt = T + Điều kiện tựdiễn biến của hệ: ∆H → ∆S cô lập = ∆S hệ > 0 → ∆H – T. ∆S < 0 T + Hệ ở trạng thái cân bằng khi ∆H– T. ∆S = 0 + Đặt G = H – TS ⇒ ở nhiệt độ, P không đổi thì quá trình xảy ra theo chiều có ∆G = ∆H –T. ∆S < 0 Và đạt tới trạng thái cân bằng khi ∆G = 0. b) Thế đẳng tích: (Năng lượng Helmholtz) Nếu hệbiến đổi ở điều kiện T, V không đổi ⇒ nhiệt đẳng tích mà môi trường nhận của các hệ ∆U mt là ∆Umt

→ ∆Smt = T → điều kiện tự diến biến của hệ trong quá trình đẳng nhiệt, đẳng tích là 26

27. ∆F = ∆U – T. ∆S < 0 Và đạt trạng thái cân bằng khi ∆F = 0 Trong đó : F = U – TS Vì H = U + PV→ G = H – TS = U –TS + PV → G = F + PV + Đối với quá trình T,P = const → ∆G = W’max + Đốivới quá trình T, V = const → ∆S = W’max TÓM LẠI : * Quá trình đẳng áp: P = const - Công: δWP = -P.dV = -n.R.dT → WP = - P. ∆V = - nR∆T T2 → QP = ∆H = n. ∫ C P .dT - Nhiệt: δQP = dH = n. C P.dT T1 - Nội năng: dU = δQ + δW - Entropi: δQTN dS ≥ T → ∆U = ∆H – P. ∆V = ∆H – n.R. ∆T T2 2dT δQTN → ∆S ≥ ∫ ⇒ ∆STN = ∫ n.C P . = T T T1 1 Nếu C P = const → ∆STN = n. C P .ln * Quátrình đẳng tích: - Công: δWV = - P.dV = 0 T2 ∫ n.C P .d ln T T1 T2 T1 → WV = 0 T2 - Nhiệt: δQV =dUV = n. CV .dT ⇒ QV = ∆UV = ∫C V .n.dT T1 Nếu CV = const →QV = n. CV .∆T - Nội năng: ∆UV= QV + W’ T2 T2 dT QV = ∫ n.CV .d ln T - Entropi: ∆S ≥ = ∫ n.CV . T T T1 T1 - Entanpi: H = U +PV ⇒ ∆S ≥ n. CV .ln dH = dU + P.dV + V.dP = dU + V.dP ⇒ ∆H = ∆U + V . ∆P T2 ( CV = const)T1 (dV = 0) * Quá trình đẳng nhiệt: nRT .dV V V2 V V P dV = −nRT ln 2 = nRT ln 1 = nRT ln 2 ⇒WT = - ∫ n.RT . V V1 V2 P1 V1 - Công: δWT = - PdV = - - Nhiệt: ∆UT = QT + WT = 0 ⇒ QT = -WT = nRT ln V2 V1 - Nội năng: ∆UT = 0 - Entanpi: ∆HT = ∆UT + ∆(PV)T = ∆UT + nR. ∆T = 0QTN Lnc Lh = - Entropi: ∆S TN = hoặc = T Tnc TS * Với quá trình dãn nở khí lí tưởng thuận nghịchV2 QTN ∆U − W T2 dT nRT = = ∫ n.CV . + ∫ dV ∆S = T T T V T1 V1 Nếu CV = const → ∆S = n. CVln T2 V2 + nRT ln T1 V1 27

28. Vì T = const →∆S = nRT ln V2 P1 = nRT.ln V1 P2 * Quá trình đoạn nhiệt: - Nhiệt: Q = 0 T2 - Nộinăng và công: dU = δQ + δW = δW = -PdV = ∫ n.C T1 V . dT T +Quá trình bất thuận nghịch: dUBTN= δWBTN = -Png .dV = -P2.dV ∆UBTN = WBTN = -Png.(V2 – V1) = n.CV. ∆T * PT Poisson: (Dùngcho quá trình thuận nghịch) T . V γ −1 = const P.Vγ = const C γ = P CV nRT2 nRT1 − ) = nCV (T2 −T1 ) → T2 → ∆U = W = .... → V2 P2 P1 * Quá trình thuận nghịch: W = ∆U = n.CV(T2- T1) V1 γ T1.V 1 −1 = T2 . V γ −1 → T2 = T1.( )γ-1 2 V2 - Entanpi: ∆H = n .CP(T2 – T1) Q - Entropi: ∆STN =TN = 0 T * G = H – TS = U + PV – TS ∂∆G ∂∆G = - ∆S ; = - ∆V ∂T P ∂P T Với phản ứng oxi hoá khử có thể diễn ra trong pin điện: ∆G = - nEF d∆G dE dE = - nF. = - ∆S⇒ ∆S = nF. dT dT dT dE ⇒∆H = ∆G + T. ∆S = nF( T. - E) dT 19) Ý NGHĨA VẬT LÍ CỦA ∆G: G =H – TS = U + PV – TS ⇒ dG = dU + P.dV + V.dP – T.dS – SdT = (δW + δQ) + PdV + VdP – T.dS –SdT Vì δW = δW’ + (-PdV) δQ ≤ T.dS → dG ≤ δW’ + VdP – SdT Dấu “ =” ứng với quá trình thuậnnghịch và công lớn nhất. dG = δW’max + VdP – SdT * Đối với quá trình đẳng nhiệt, đẳng áp → dP =dT = 0 ⇒ dGT,P = δW’ max → ∆G = W’ max * Đối với quá trình BTN: W’ giảm; Q tăng khi hoàntoàn BTN → W’ = 0 20) MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HÀM G: dG = V.dP – SdT ( coi W’ = 0) a) Sựphụ thuộc của ∆G vào T: ∂G ∂∆G =-S→ = - ∆S - Khi P = const → ∂T P ∂T P * WBTN = -P2(V2 – V1) = - P2.( 28

29. ∂∆G ⇒ ∆G = ∆H – T. ∆S = ∆H + T. ∂T P ∂∆G - ∆G = -∆H ⇒ T. ∂T P ∂∆G T . − ∆G ∆H ∂T P =− 2 2 T T ↔ ∆G ∂ ∆H T P =− 2 ∂T T ∆GT

2 T2 T 2 ∆G ∆H = − ∫ 2 .dT → ∫ d. T ∆GT 1 T1 T ↔ ∆GT2 T2 =− ∆GT1 T1 ⇔ T2 ∆G .dT 2 T1 T =−∫ T1 o ∆GT ∆G298 1 1 = − ∆H o − T 298 T 298 Nếu coi ∆Ho không phụ thuộc vàonhiệt độ thì: b) Sự phụ thuộc vào P: ∂G =V Khi T = const → ∂P T 2 P2 P2 1 P 1 P 1 →∫ dG = ∫ V .dP → GT ( P2 ) − GT ( P1 ) = ∫ V .dP - Với chất rắn, lỏng → coi V = const khi P biến thiên(trừ miền áp suất lớn) thì: GT ( P2 ) = GT ( P1 ) +V ( P2 − P 1 ) P nRT ⇒ GT ( P2 ) = GT ( P1 )+nRT . ln 2 P1 P o o Nếu áp suất bình thường: P1 = P = 1bar (1 atm) ⇒GT(P) = G T + nRT.lnP (P tínhbằng bar (atm)). 21) TÍNH ∆G CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH: a) Giãn nén đẳng nhiệt khí lí tưởng P2 V1∆G = nRT.ln = nRT.ln P1 V2 b) Trộn lẫn đẳng nhiệt, đẳng áp 2 khí lí tưởng: ∆G = nA.RTlnxA +nB.RTlnxB c) Quá trình chuyển pha thuận nghịch (tại nhiệt độ chuyển pha): ∆Gcf = 0 d) Quá trìnhchuyển pha thuận nghịch ở T ≠ Tcf Nguyên tắc: áp dụng chu trình nhiệt động. Vì G là hàm trạng tháinên ∆G chỉ phụ thuộc trạng thái đầu, trạng thái cuối, không phụ thuộc vào quá trình biến thiên. e) ∆Gcủa phản ứng hoá học: ∆Gopư = Σ∆GoS(sản phẩm) - Σ∆GoS(tham gia) - Với chất khí lí tưởng → V = B- HỆ THỐNG CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP PHẦN “NHIỆT HÓA HỌC” : Bài 1: Cho 100 g N2 ở 0oC,1atm. Tính Q, W, ∆U, ∆H trong các biến đổi sau đây được tiến hành thuận nghịch nhiệt động: a) Nungnóng đẳng tích tới P = 1,5atm. b) Giãn đẳng áp tới V = 2V ban đầu. c) Giãn đẳng nhiệt tới V = 200l d)Giãn đoạn nhiệt tới V = 200l Chấp nhận rằng N2 là khí lí tưởng và nhiệt dung đẳng áp không đổi trongquá trình thí nghiệm và bằng 29,1J/mol.K 29

30. Giải a) V = const ⇒ W = ∫ P.dV = 0 ∆U = QV = n CV .∆T = ( C P - R).(T2 – T1) .n P2 1,5 − 1).273,15 = 14194,04(J) = ( C P - R).( -1).T1.n = (29,1 - 8,314).( P1 1 100 .22,4 = 80(l ) ⇒ V= 2Vo =

160 (l) b) Vo = 28 W = -P. ∆V = -1(160 – 80) = -80 (l.at) = -80 .101,33 = -8106,4(J) V 100 100.29,1. 2 .T1 − T1 = 29,1. QP = ∆H = C P .n .∆T = (2.273,15 – 273,15) = 28388,1(J) V 28 28

1 ∆U = Q + W = 28388,1 = 8106,4 = 20281,7(J) c) T = const → ∆U = 0; ∆H = 0 2 V2 dV W = - ∫nRT . = - nRT.ln V1 V 1 100 200 W=.8,314 .273,15.ln = -7431,67(J) 28 80 ∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W = 7431,67(J) d) Q = 0 (S = const) γ Theo PT poisson: T1. V 1 −1 = T2 . V γ −1 2 → T2 = T1.( V1γ-1 ) V2 ⇒ W = ∆U = n. CV (T2 –T1) = ∆H = n C P .∆T = Với γ = CP CV = CP − R + CP = 29,1 ≈1,4 29,1 − 8,314 100 (29,1-8,314).(189,33 -273,15) = 6222,4(J) 28 100 .29,1(189,33 – 273,15)= -8711,3(J) 28 Bài 2: o Tính ∆H S , 298 của Cl-(aq). Biết: 1 1 o ∆H S , 298 = -92,2(kJ) (a): H2 + Cl2(k)→ HCl(k) 2 2 o (b): HCl(k) + aq → H+(aq) + Cl-(aq) ∆H S , 298 = -75,13(kJ) 1 o ∆H S , 298 = 0 (c):H2 + aq → H+(aq) + e 2 Giải: 1 o Lấy (a) + (b) – (c) : Cl2 + e + aq = Cl-(aq) ∆H S , 298 = -167,33(kJ) 2 Bài 3: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng: 3Fe(NO3)2(aq) + 4HNO3(aq) → 3Fe(NO3)3(aq)+ NO(k) + 2H2O (l) Diễn ra trong nước ở 25oC. Cho biết: Fe2+(aq) Fe3+(aq) NO3-(aq) NO(k) H2O(l)o ∆H S , 298 (kJ/mol) -87,86 - 47,7 -206,57 90,25 -285,6 Giải: Phương trình ion của phản ứng: 3Fe2+(aq) + 4H+(aq) + NO3-(aq) → 3Fe3+(aq) + NO(k) + 2H2O (l) 30

31. o o o o o ∆H=3. ∆H S , 298 (Fe3+,aq)+ ∆H S , 298 (NO)+2. ∆H S , 298 (H2O(l))–3. ∆H S , 298(Fe2+,aq)- ∆H S , 298 (NO3-, aq) = 3.(-47,7) + 90,25 + 2.(-285,6) + 3.87,6 + 206,57 = -153,9(kJ) Bài4: 1) So sánh ∆H, ∆U của các phản ứng: CnH2n + H2 → CnH2n+2 2) Khi đốt cháy hoàn toàn 2 anomeα và β của D – glucozơ mỗi thứ 1 mol ở áp suất không đổi, người ta đo được hiệu ứng nhiệt của cácphản ứng ở 500K lần lượt bằng: -2790,0kJ và - 2805,1kJ a) Tính ∆U đối với mỗi phản ứng. b) Trong 2dạng glucozơ, dạng nào bền hơn? Giải: 1) ∆H = ∆U + P. ∆V = ∆U + ∆n.RT Phản ứng trên có: ∆n = 1-2= -1 ⇒ ∆H = ∆U – RT ⇒ ∆H < ∆U 2) C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O ∆U(α) = ∆H(α) - ∆n.RT = -2799 – 6.8,314.10-3.500 = -2824(kJ) ∆U(β) = ∆H(β) - ∆n.RT = - 2805,1 – 6.8,314.10-3 .500 = -2830(kJ) o o o o ∆H α = 6. ∆H S ( CO2 ) + 6. ∆H S ( H 2O ) - ∆H S (α ) o o o o ∆H β = 6. ∆H S ( CO2 ) +6. ∆H S ( H 2O ) - ∆H S ( β ) o o o o ⇒ ∆H S (α ) - ∆H S ( β ) = ∆H β - ∆H α = -2805,1 + 2799 =-6,1(kJ) o o ⇒ ∆H S (α ) < ∆H S ( β ) o ⇒ Dạng α - glucozơ có ∆H S nhỏ hơn nên bền hơn. Bài 5: o o1) Thế nào là entanpi sinh của đơn chất? Tính ∆H S ( O3 ) và ∆H S ( kimcuong ) và dự đoán hoạt tínhhoá học của chúng từ các dự kiện sau: o ∆H 298 = -393,14(kJ) (a): C than chì + O2(k) → CO2(k) (b): Ckim cương + O2(k) → CO2(k) (c): 3As2O3 (r) + 3O2(k) → 3As2O5(r) o ∆H 298 = -395,03(kJ) o ∆H298 = -811,34(kJ) o (d): 3As2O3 (r) + 2O3(k) → 3As2O5(r) ∆H 298 = -1090,98(kJ) 2) Từ kết quả trênvà các dữ kiện sau: ∆H(O –O) tính từ O2 = - 493,24kJ/mol; ∆H(O –O) tính từ H2O2 = - 137,94kJ/molChứng minh rằng: Không thể gán cho O3 cấu trúc vòng kín. Giải: 1)- Entanpi sinh của các đơn chất bềnở điều kiện chuẩn = 0 - Đối với những nguyên tố có nhiều dạng thù hình thì khi chuyển từ dạng này sangdạng khác bao giờ cũng kèm theo 1 hiệu ứng nhiệt. Hiệu ứng nhiệt của quá trình hình thành đơn chất(dạng thù hình kém bền) từ dạng thù hình bền ở điều kiện nhất định được coi là nhiệt sinh của đơn chấttrong những điều kiện đó. o ⇒ ∆H S của O3 và kim cương là hiệu ứng nhiệt quy về điều kiện chuẩn củacác quá trình: 3 O2 →O3(k) ; C than chì → C kim cương 2 - Lấy (a) – (b): o C than chì → C kim cương∆H S ( kc ) = 1,89 kJ/mol - Lấy (c) - (d): 3 o O2(k) →O3(k) ∆H S ( O3 ) = 139,82 kJ/mol 2 2) Nếu coiO3 có cấu trúc vòng kín: 31

32. 3 o ∆H lk ( O2 ) 2 3 = 3.(-137,94) - .(- 493,24) = 326,04 (kJ/mol) > 139,82(kJ/mol) 2 ⇒ O3 có cấutrúc vòng kín rất không bền ⇒ cấu trúc này không chấp nhận được. o o ⇒ ∆H S ( O3 ) = ∆H lk ( O3 ) -Bài 6: Entanpi sinh tiêu chuẩn của CH4(k) và C2H6(k) lần lượt bằng -74,80 và -84,60 kJ/mol. Tínhentanpi tiêu chuẩn của C4H10 (k). Biện luận về kết quả thu được. Cho biết entanpi thăng hoa của thanchì và năng lượng liên kết H- H lần lượt bằng: 710,6 và - 431,65 kJ/mol. Giải: o * (1) C than chì + 2H2(k) → CH4(k) ∆H S ,CH 4 =-74,8kJ (2) C than chì → C (k) o ∆H th = 710,6 kJ ∆H lk = 431,65 kJ (3)H2 (k) → 2H (k) Lấy (1) – [(2) + 2.(3)] ta được: o C(k) + 4H(k) → CH4(k) ∆H S ,ng / tu ,CH 4 =-1648,7(kJ/mol) 1 ⇒ Năng lượng liên kết trung bình của liên kết C – H là: (-1648,7) = - 412,175(J/mol). 4 o * (4) 2C than chì + 3H2 → C2H6(k) ∆H S ( C2 H 6 , K ) = -84,6 (kJ/mol) Lấy (4) – [2 .(2)+ 3.(3)] ta được: o 2C(k) + 6H (k) → C2H6 (k) ∆H S ,ng / tu ,C2 H 6 = -2800,75 (kJ/mol) Coi EC –Htrong CH4 và C2H6 như nhau thì: E C- C = =1800,75 – 6(- 412,175) = -327,7(kJ/mol) * Coi EC-H;EC- C trong các chất CH4, C2H6, C4H10 đều như nhau thì: o ∆H S ,ng / tu ,C4 H 10 = 3. EC- C +10.EC- H = 3.(- 327,7) + 10( -412,75) = -5110,6 (kJ/mol) * (5) 4C(k) + 10 H(k) → C4H10 (k) ∆H S,ng / tu ,C4 H 10 = -5110,6 (kJ/mol) Lấy (2). 4 + (3).5 + (5) ta được: o 4Cthan chì + 5H2(k) →C4H10(k) ∆H S ,C 4 H 10 = -109,95(kJ/mol) * Kết quả thu được chỉ là gần đúng do đã coi Elk(C – C),Elk(C- H) trong mọi trường hợp là như nhau. o Và vì vậy sẽ không tính rõ được ∆H S của các đồngphân khác nhau. o Bài 7: Tính ∆Ho của các phản ứng sau: 1) Fe2O3(r) + 2Al(r) → 2Fe(r) + Al2O3(r) (

1) o Cho biết ∆H S , Fe2O3( r ) = -822,2 kJ/mol; 2) S(r) + 3 O2(k) → SO3(k) 2 Biết (3) : S(r) + O2(k)→ SO2(k) o ∆H S , Al2O3 ( r ) = -1676 (kJ/mol) (2) o ∆H 298 = -296,6 kJ o (4): 2SO2(k) + O2(k) →2SO3(k) ∆H 298 = -195,96 kJ Từ kết quả thu được và khả năng diễn biến thực tế của 2 phản ứng trên cóthể rút ra kết luận gì? Giải: o o o 1) ∆H pu (1) = ∆H S , Al2O3 ( r ) - ∆H S , Fe2O3( r ) = -1676 +822,2 = - 853,8(kJ) 32

33. 1 1 o ∆H pu ( 4 ) = -296,6 - .195,96 = -394,58 (kJ) 2 2 KL: Hai phản ứng (1), (2) đều toả nhiệtmạnh. Song trên thực tế 2 phản ứng đó không tự xảy ra. Như vậy, chỉ dựa vào ∆H không đủ để khẳngđịnh chiều của 1 quá trình hoá học (tuy nhiên trong nhiều trường hợp, dự đoán theo tiêu chuẩn này làđúng). o o 2) ∆H pu ( 2 ) = ∆H pu ( 3) + Bài 8: 1) Tính hiệu ứng nhiệt đẳng tích tiêu chuẩn của cácphản ứng sau ở 25oC. o a) Fe2O3(r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2(k) ∆H 298 = 28,17 (kJ) b) Cthan chì +O2(k) → CO2 (k) o ∆H 298 = -393,1(kJ) o c) Zn(r) + S(r) → ZnS(r) ∆H 298 = -202,9(kJ) o d)2SO2(k) + O2(k) → 2SO3(k) ∆H 298 = -195,96 (kJ) 2) Khi cho 32,69g Zn tác dụng với dung dịchH2SO4 loãng dư trong bom nhiệt lượng kế ở 25oC, người ta thấy có thoát ra một nhiệt lượng là 71,48kJ. Tính hiệu ứng nhiệt ở nhiệt độ đó. Cho Zn = 65,38 Giải: 1) ∆H = ∆U + ∆n.RT Do các phản ứng a),b), c) có ∆n = 0 nên ∆Uo = ∆Ho Phản ứng d): ∆Uo = ∆Ho - ∆n.RT = -195,96 + 1.8,314. 298,15. 10-3= -193,5 (kJ) 2) Zn(r) + H2SO4 (dd) → H2(k) + ZnSO4(dd) Trong bom nhiệt lượng kế có V = const. 1⇒ ∆U = - 71,48. = -142,96 (kJ/mol) 32,69 / 65,38 ⇒ ∆H = ∆U + ∆n.RT = - 142,96 + 1. 8,314 .298,15.10-3 = - 140,5 (kJ/mol) Bài 9: Tính ∆Ho của phản ứng tổng hợp 1 mol adenine C5H5N5(r) từ 5 molHCN(k). o o o Cho biết ∆H S ,CH 4 ,k ) = - 74,8 (kJ/mol); ∆H S , NH 3 ,k = -46,1kJ/mol; ∆H S,adenin ( r ) = 91,1 kJ/mol Và CH4(k) + NH3(k) →HCN(k) + 3H2(k) ∆Ho = 251,2 kJ.mol-1 Giải: o (a): Cgr + 2H2(k) → CH4 ∆H S ,CH 4 ,k ) = -74,8 (kJ/mol) 1 3 o N2(k) + H2(k) → NH3(k) ∆H S , NH 3,k = - 46,1kJ/mol 2 2 5 5 o (c) : 5Cgr + H2(k) + N2(k) → C5H5N5(r) ∆H S ,adenin ( r ) = 91,1 kJ.mol-1 2 2 (d) : CH4(k) + NH3(k) →HCN(k) + 3H2(k) ∆Ho = 251,2 kJ.mol-1 Ta lấy: -5 .(a) + [-5 .(b)] + (c)+ [-5.(d)] ta được: 5HCN(k) → C5H5N5(r) ∆Ho(4) = 251,2 kJ/mol (b) : Bài 10: o Tính nhiệt thoát rakhi tổng hợp 17kg NH3 ở 1000K. Biết ∆H S , 298( NH 3 ,k ) = -46,2 kJ.mol-1 C P ( NH 3 ,k ) = 24,7 +37,48.10-3 T Jmol-1K-1 C P ( N 2 ,k ) = 27,8 + 4,184.10-3 T Jmol-1K-1 C P ( H 2 ,k ) = 286 +1,17.10-3 T Jmol-1K-1 Giải: 33

34. 1 3 o N2(k) + H2(k) → NH3(k) ∆H S , NH 3 ,k = - 46,2kJ/mol 2 2 1 3 ∆CP = C P ( NH 3 ,k ) - CP ( N 2 ,k ) - C P ( H 2 ,k ) 2 2 1 3 = - 24,7 + 37,48.10-3T - [27,8 + 4,184.10-3] - [28,6 + 1,17 .10-3T]2 2 = - 32,1 + 31,541.10-3 T o o ∆H 1000 = ∆H 298 + 1000 ∫ ∆C P , dT o = ∆H 298 + 298 1000 ∫ (−32,1 +31,541.10 −3 T )dT 298 1000 T2 ∫ (− 32,1T +31,541.10 2 ) 298 1 = - 46,2.103 +31,541 .10-3.(10002 -1982) – 32,1(1000 – 298)= - 54364,183 (J/mol) 2 ⇒ Khi tổng hợp 17 kg NH3 thì nhiệt lượngtoả ra là: 17000 Q= .(-54364,183 .10-3) = -54364,183 (kJ) 17 o = ∆H 298 + −3 Bài 11: Tính nănglượng mạng lưới tinh thể BaCl2 từ 2 tổ hợp dữ kiện sau: 1) Entanpi sinh của BaCl2 tinh thể: - 859,41kJ/mol Entanpi phân li của Cl2: 238,26 kJ/mol Entanpi thăng hoa của Ba: 192,28 kJ/mol Năng lượng ionhoá thứ nhất của Ba: 500,76 kJ/mol Năng lượng ion hoá thứ hai của Ba: 961,40 kJ/mol ái lực electroncủa Cl : - 363,66 kJ/mol 2) Hiệu ứng nhiệt của quá trình hoà tan 1 mol BaCl2 vào ∞ mol H2O là:-10,16kJ/mol. Nhiệt hiđrat hoá ion Ba2+ : - 1344 kJ/mol Nhiệt hiđrat hoá ion Cl- : - 363 kJ/mol Trongcác kết quả thu được, kết quả nào đáng tin cậy hơn. Giải: o Ba(r) + Cl 2(k) ∆Hth(Ba) Ba(k) ∆HS(BaCl2, tt) ∆ H 2) pl(Cl + 2Cl (k) o BaCl 2 (tt) Uml I 1(Ba) + I 2(Ba) 2+ Ba + 2Cl 2. A Cl Uml = ∆H - ∆Hth(Ba) - ∆Hpl(Cl ) - I 1(Ba) - I 2(Ba) - 2A Cl S(BaCl 2, tt) 2 = - 859,41 - 192,28 - 238,26 - 500,76 -961,40 + 2 .363,66 = - 2024,79 (kJ/mol) 2) BaCl 2 (tt) - Uml ∆ Hht(BaCl 2) O + H2 H ∆ Ba2+ + 2Cl -34 1 - 2+ Ba(aq) + 2Cl (aq) ∆H2

35. Uml = ∆ H1 + ∆ H2 - ∆ Hht(BaCl 2) = -1344 - 2.363 + 10,16 = -2059,84 (kJ/mol) Kết quả 1) đángtin cậy hơn, kết quả tính theo mô hình 2) chỉ là gần đúng do mô hình này không mô tả hết các quá trìnhdiễn ra trong dung dịch, các ion nhất là cation ít nhiều còn có tương tác lẫn nhau hoặc tương tác vớiH2O. Bài 12: Cho giãn nở 10 lít khí He ở 0oC, 10atm đến áp suất là 1atm theo 3 quá trình sau: a) Giãnđẳng nhiệt thuận nghịch. b) Giãn đoạn nhiệt thuận nghịch. c) Giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch. 3 Chonhiệt dung đẳng tích của He C V = R và chập nhận không đổi trong điều kiện đã cho của 2 bài toán.Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng ∆U và công W trong mỗi quá trình nói trên?Giải: a) T = const ⇒ ∆U = 0; ∆H = 0 ∆U = Q + W = 0 ⇒ Q = -W 2 2 V2 dV W = - ∫ P.dV = − ∫ nRT =- nRTln V1 V 1 1 Với khí lí tưởng: P1.V1 = P2 .V2 ⇒ V2 P1 = V1 P2 → V2 = P1 10 . V1 = . 10 =100(l) P2 1 P1 = -10.10 .ln 10 = 230,259 (l.at) P2 → W = 230,259 .101,33 .10-3 = 23,332 (kJ) Q = - W= -23,332 (kJ) → W = -(nRT).ln b) Q = 0 ∆U = W = n. CV . ∆T = P1 .V1 3 . .R(T2 – T1) R.T1 2 P1

.V1 3 . (T2 – T1) T1 2 Theo PT poisson: T.Vγ- 1 = const γ −1 nRT nRT Mà V = ⇒ T. =const P P ∆U = W = γ 1-γ γ 1-γ T1 .P1 = T2 .P2 γ T1 = P2 P1 T2 → Tγ .Pγ- 1 = const 1-γ T1 P2= T2 P1 3 C γ = P = CV + R= 2 R + R = 5 CV 3R CV 3 2 1-γ γ T2 = T1 . P1 P2 1-γ γ = 273,15 . 10 11-γ γ 5 1- γ 1 - 3 = - 0,4 γ = 5 3 T2 = 273,15 .(10)-0,4 = 108,74 (K) ∆U = W = 3 . 10 .10 (108,74 -273,15) .101,33 = 9148,6(J) 2 273,16 35

36. P1 .V 1.T2 10.10.108,74 ~ = ~ 39,81 (l) 1 .273,15 P2 .T1 c) Q = 0 ∆U = W nRT2 nRT1 ↔ n.CV (T2 – T1) = -Png .(V2 – V1) = -P2 . P − P 2 1 3 T2 T1 ↔ n. R(T2 – T1) = -nR.1 − ↔ T2 = 0,64T1 2 1 10 P .V T 10.10.0,64T1 V 2 = 1 1. 2 = = 64(l) T1 . 1 P2 .T1 ⇒∆U = W = -Png(V2 – V1) = -1(64 – 10) = -54(l.atm) = -54(l.atm) .101,33 .J/l.atm = - 5471,82 (J) Bài13 : 1 Phản ứng sau: Ag + Cl2 = AgCl 2 Xảy ra dưới áp suất 1 atm và ở 25oC toả ra 1 nhiệt lượng là126,566 kJ. Nếu cho phản ứng đó xảy ra trong 1 nguyên tố ganvani ở P, T = const thì hoá năng sẽ đượcchuyển thành điện năng và sản ra công W’ = 109,622 kJ. Hãy chứng tỏ rằng trong cả 2 trường hợp trên,biến thiên nội năng của hệ vẫn chỉ là một, còn nhiệt thì khác nhau và tính giá trị biến thiên nội năng đó.Giải: - Do U là hàm trạng thái nên ∆U = U2 – U1 = const, cho dù sự biến đổi được thực hiện bằng cáchnào. Vì vậy ∆U trong 2 trường hợp trên chỉ là một. - Vì ∆U = Q + W = Q + W’ - P∆V = Q + W’ -∆n.RT Do ∆nRT = const; ∆U = const Nên khi W’ (công có ích) thay đổi thì Q cũng thay đổi 1 - ∆U =∆H - ∆nRT = -126,566 + . 8,314 .298,15.10-3 = - 125,327 (kJ) 2 Bài 14: Tính công của sự biến đổiđẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch 42g khí N2 ở 300K khi: a) Giãn nở từ 5atm đến 1atm. b)Nén từ 1atm đến 5atm. (Khí được coi là lí tưởng). So sánh các kết quả và rút ra kết luận. Giải: 2 2 V PdV PdV = − ∫ nRT = − nRT ln 2 = nRT ln 2 a) * WTN = - ∫ V V1 P1 1 1 42 1 WTN = .8,314 .300. ln =-6201,39(J) 28 5 P1V1 P − V1 = - P2.V1 1 −1 *WBTN = - Png . ∆V = -Png(V2 – V1)= -Png P P 2 2 V2 = P nRT P1 42 1 . − 1 = − nRT 1 − 2 = .8,314 .300 1 − = -2993,04 (J) P P1 2 P1 28 5 P2 42 5 b) W’TN =nRTln = .8,314 .300.ln = 6201,39(J) P1 28 1 = - P2. nRT nRT W’BTN = - Png. ∆V= -Png(V2 –V1) = -Png P − P 2 1 36

37. 1 P2 1 42 5 = -nRT.P2 − = -nRT 1 − = .8,314 .300 1 − = 14965,2 (J)P P P1 28 1 2 1 KL: - Công mà hệ thực hiện (sinh) trong quá trình biến thiên

thuận nghịch từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 bằng công mà hệ nhận khi từ trạng thái 2 về trạng thái 1.Còn trong quá trình biến thiên bất thuận nghịch thì công hệ sinh nhỏ hơn công hệ nhận. - Trong sự biếnthiên thuận nghịch thì hệ sinh công lớn hơn trong quá trình biến thiên bất thuận nghịch. 15 O2(k) →6CO2(k) + 3H2O 2 ở 300K có QP – QV = 1245(J). Hỏi C6H6 và H2O trong phản ứng ở trạng thái lỏnghay hơi? Giải: 1245 QP – QV =∆nRT = 1245(J) →∆n = = 0,5 8,314.300 ⇒ H2O và C6H6 phải ở thểhơi thì ∆n = 0,5 Bài 15: Phản ứng: C6H6 + Bài 16: Tính nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của 0,5mol H2O từ -50oC đến 500oC ở P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nước ở 273K là Lnc = 6004J/mol,nhiệt bay hơi của nước ở 373K là Lh = 40660 J/mol. o o o C P ( H 2O ,h ) = 30,2 + 10-2T(J/molK) ; CP ( H 2O ,r ) = 35,56(J/molK); C P ( H 2O ,l ) = 75,3(J/molK) Giải: ∆H1 ∆H ∆H3 ∆ H4 H2O(r)H2O(r) ∆H2 H2O(l) H2O(l) H2O(h) 5 H2O(h)(500oC) 100oC 100oC -50oC 0oC 0oC 5 273 1 ∆Ho =223 ∑ ∆H = 373 o o ∫ n.C P ( r ) .dT +n.Lnc + ∫ n.C P(l ) .dT +n.Lh + 273 773 ∫ n.C o P(h) .dT 373 =0,5 .35,56(273 – 223) + 0,5 .6004 + 0,5 .75,3 .(373 – 273) + 0,5 .40660 + 10 −2 + 0,5.30,2 .(773 –373) + .0,5 (7732 – 3732) = 35172(J) 2 Bài 17: Tính sự biến thiên entropi của quá trình đun nóng 0,5mol H 2O từ – 50oC đến 500oC ở P = 1atm. Biết nhiệt nóng chảy của nước ở 273K = 6004J/mol; nhiệtbay hơi của nước ở 273K o = 40660J/mol. Nhiệt dung mol đẳng áp C P của nước đá và nước lỏng lầnlượt bằng 35,56 và o 75,3J/molK; C P của hơi nước là (30,2 + 10-2T) J/molK Giải: o H2O(r) 223K ∆S1 o o ∆S ∆ So3 ∆ So4 H2O(r) ∆ S2 H2O(l) H2O(l) H2O(h) 5 H2O(h) 773K 373K 373K 273K 273K oo o o ∆ S = ∆ S1 + ∆ S2 + ∆ So3 + ∆ S4 + ∆ So 5 373 773 273 dT Lnc dT Lh dT + + ∫ C P (l ) .+ + ∫ C P(h) . = n. ∫ C P ( r ) . T 273 273 T 373 373 T 223 273 6004 373 40660 773 −2=0,5. = 35,56. ln 223 + 273 + 75,3. ln 273 + 373 +30,2. ln 373 +10 (773 − 373) 93,85(J/K)Bài 18:Tính sự biến thiên entropi khi trộn lẫn 200g nước ở 15 oC với 400g nước ở 60oC. Biết rằng hệ làcô lập và nhiệt dung mol của nước lỏng là 75,3 J/mol.K 37

38. Giải: Gọi T là nhiệt độ của hệ sau khi pha trộn. Do Q thu = Q toả nên: 200 400 . C P (T – 288) = . CP (333 – T) 18 18 2.333 +288 = 318(K) 3 318 318 200 dT 400 dT .75,3. .75,3. ∆S hệ = ∆S1 + ∆S2 = ∫+ ∫ 18 T 18 T 288 333 200 318 400 318 = .75,3 ln + .75,3 ln = 5,78 (J/K) > 0 18 288 18 333 ⇒ Quátrình san bằng nhiệt độ này tự xảy ra. Bài 19: Tính sự biến thiên entropi và ∆G của sự hình thành 1 molhỗn hợp khí lí tưởng gồm 20% N2; 50%H2 và 30%NH3 theo thể tích. Biết rằng hỗn hợp khí được tạo

thành do sự khuếch tán 3 khí vào nhau bằng cách nối 3 bình đựng 3 khí thông với nhau. Nhiệt độ và ápsuất của các khí lúc đầu đều ở đkc (273K, 1atm). Giải: Vì khí lí tưởng khuếch tán vào nhau nên quá trìnhlà đẳng nhiệt. Gọi thể tích của 1 mol hỗn hợp khí là V ⇒ thể tích mỗi khí ban đầu (ở cùng điều kiện) làV N 2 = 0,2V; V NH 3 = 0,3V; V H 2 = 0,5V. T – 288 = 2.333 – 2T ⇒ T = Do %V = %n ⇒ n N 2 =0,2 mol; n H 2 = 0,5 mol; n NH 3 = 0,3mol. V2 - Sự biến thiên entropi được tính theo CT: ∆S = nRlnV1 V ∆S N 2 = 0,2 .8,314.ln = 2,676J/K 0,2V V ∆S H 2 = 0,5.8,314.ln = 2,881J/K 0,5V V ∆S NH 3 =0,3.8,314.ln = 3,003J/K 0,3V ⇒ ∆S = ∆S N 2 + ∆S H 2 + ∆S NH 3 = 8,56(J/K) * Quá trình khuếch tánkhí lí tưởng là đẳng nhiệt nên ∆H = 0 ⇒ ∆G 273 = ∆H – T. ∆S = -273.8,56 = -2336,88(J) Bài 20:Trong các phản ứng sau, những phản ứng nào có ∆S > 0; ∆S < 0 và ∆S ≠ 0 ít. C(r) + CO2(k) →2CO(k) (1) 1 CO(k) + O2(k) → CO2(k) (2) 2 H2(k) + Cl2(k) → 2HCl(k) (3) S(r) + O2(k) → SO2(k)(4) Giải: Phản ứng (1) có ∆n khí = 2 -1 = 1 > 0 → ∆S > 0 1 Phản ứng (2) có ∆n khí = 1 -1< 0 → ∆S<0 2 Phản ứng (3), (4) có ∆n khí = 0 → ∆S ≠ 0 ít. Bài 21: Cho biết pư: C2H4(k) + H2O(h) vµ c¸ c sèliÖ sau: u 38 C2H5OH(h)

39. ∆G o S , 298 C2H5OH (kJ / mol ) 168,6 C2H4(k) 68,12 H2O(h) - 228,59 o S 298 (kJ / mol ) 282,0219,45 188,72 a) Hỏi điều kiện chuẩn của phản ứng này là điều kiện như thế nào? b) ở điều kiện chuẩnvà 25oC phản ứng đi theo chiều nào? o c) Tính ∆H 298 của phản ứng. Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt?Giải: a) Điều kiện chuẩn: PC2 H 4 ( k ) = PH 2O ( h ) = PC2 H 5OH ( h ) = 1atm và phản ứng đượcthực hiện ở t o, P không đổi. b) ∆Go = ∆Go - ∆ Go - ∆Go p- S ,298(C2H4k) S,298(C2H5OHh)S,298(H2Oh) = 168,6 - 68,12 + 228,59 = - 8,13 (kJ) = -8,13kJ < 0 Ph¶n øng x¶y ra theo chiÒ thuË u no ∆ Gp- (298) c) o o ∆S298,p- = So 298(C H OH) - S 2 5 298(C2H4) o - S298(H O) 2 = 282 - 219,45 -188,72 = - 126,17(J/K) ∆G = ∆ H - T. ∆ S o o ∆H298,p- = ∆ Go 298,p- + T. ∆ S 298,po ∆H298,p- =-8,13 + 298(- 126,17 .10-3) = - 45,72866(kJ) <0 ph¶n øng to¶ nhiÖ t Bài 22: Một mol khí lí tưởng đơnnguyên tử ở 300K và 15atm giãn nở tới áp suất 1atm. Sự giãn nở được thực hiện bằng con đường: a)Đẳng nhệit và thuận nghịch nhiệt động. b) Đẳng nhiệt và không thuận nghịch. c) Đoạn nhiệt và thuậnnghịch. d) Đoạn nhiệt bất thuận nghịch. Trong các quá trình bất thuận nghịch, sự giãn nở chống lại ápsuất 1atm. Tính Q, W, ∆U, ∆H, ∆Stp cho mỗi trường hợp. Giải: a) T = const → ∆U = 0 ; ∆H = 0 2 V2P1 WTN = - ∫ PdV = - nRTln = -nRTln V1 P2 1 15 WTN = -1(mol).8,314 (J.mol-1K-1) .ln .300(K) =-6754,42(J) 1 Q = -W = 6754,42(J) Quá trình giãn nở thuận nghịch: ∆Stp = ∆Smt + ∆Shệ = 0 b) T =const → ∆U = 0 ; ∆H = 0 nRT nRT P2 1 WBTN = -Png(V2 - V1) = -P2( ) = nRT( - 1) = 1. 8,314.300.(- 1)= -2327,92(J) P2 P1 P1 15 →QBTN = -W = 2327,92(J) ∆Stp = ∆Smt + ∆Shệ 2 2 V2 P1 ∆U − WdT nR Q = ∫ nCV ∆Shệ(BTN) = ∆Shệ(TN) = TN = + ∫ dV = nRln = nRln V1 P2 T T V T 1 1 39

40. = 1.8,314 .ln 15 = 22,515(J/K) 1 − 2327,92 Qmt Q = - he = = -7,76(J/K) ⇒ ∆Stp = 22,515 - 7,76 =14,755 (J/K) 300 T T (⇒ Quá trình giãn nở này tự xảy ra) c) Đoạn nhiệt ⇒ Q = 0 Đoạn nhiệt thuậnnghịch ⇒ Theo Poisson T.Vγ- 1 = const γ −1 nRT nRT Mà V = ⇒ T. → Tγ .P1-γ = const =const P P ∆Smt = γ 1-γ γ 1-γ T1 .P1 = T2 .P2 γ T1 = P2 P1 T2 1-γ 1-γ T1 P2 = T2 P1 γ 1-γ T2 =T1 . P1 P2 γ Với khí lí tưởng đơn nguyên tử thì CV = 3 5 R; CP = R 2 2 γ = CP = 5 CV 3 1- 5 1-γ 3 == -0,4 5 γ 3 -0,4 T2 = 300. 15 = 101,55(K) 1 ⇒∆U = W = nCV(T2 - T1) = 1. ∆H = nCP(T2 - T1) = 1.3 .8,314.(101,55 - 300) = -2474,87(J) 2 5 .8,314 .(101,55 - 300)= - 4124,78(J) 2 Q =0 T d) Đoạn nhiệt⇒ Q = 0 Đoạn nhiệt, không thuận nghịch ⇒ không áp dụng được PT poisson ∆U = W ↔ nCV. ∆T = -Png. ∆V nRT2 nRT1 3 ↔ n. .R(T2 - T1) = -P2( ) P2 P1 2 P2 3 ↔ (T2 - 300) = -( T2 .T1) P1 2 3 1 ↔T2 - 450 = -T2 + .300 2 15 nRT2 1.0,082.188 → V2 = = = 15,416(l) P2 1 ∆STN = 40

41. V1 = nRT2 = 1,64(l) P2 ⇒ ∆U = W = 1. 3 .8,314.(188- 300) = -1396,752(J) 2 T 2 dT ∆U − WQTN = ∫ nCV ∆Stp = ∆Shệ = = + T T T T1 = nCVln T2 V2 + nRln T1 V1 = 1. V2 P ∫ T dV V1 T2 V2T1 V1 = ∫ nCV d ln T + nR ∫ V dV 15,416 3 188 .8,314.ln + 1. 8,314 .ln = 12,801(J/K) > 0 1,64 2 3000 Bài 23: Tính ∆G273 của phản ứng: CH4(k) + H2O (k) → CO(k) + 3H2(k) Biết: CH4(k) H2O (k)CO(k) H2(k) 0 ∆H S , 298 (kJ/mol) - 74,8 - 241,8 -110,5 0 0 S 298 (J/molK) 186,2 188,7 197,6130,684 a) Từ giá trị ∆G0 tìm được có thể kết luận gì về khả năng tự diễn biến của khả năng phản ứng ở373oK? b) Tại nhiệt độ nào thì phản ứng đã cho tự xảy ra ở điều kiện chuẩn? (Coi ∆H0, ∆S0 không phụthuộc T) Giải: 0 ∆H pu = 3.0 + 1(-110,5) -(-74,8) -(-241,8) = 206,1(kJ) 0 ∆S pu = 3.(130,684) + 197,6- 188,7 - 186,2 = 214,752 (J/K) Do ∆H0, ∆S0 không phụ thuộc vào T nên: 0 ⇒ ∆G273 = ∆H0 - T. ∆S0= 206,1 = 373.214,752.10-3 =125,9975(kJ) > 0 ⇒ ở đkc và T = 373K ⇒ Phản ứng không thể tự diễnbiến. 0 b) Để phản ứng tự diễn biến ở nhiệt độ T(K) thì: ∆GT < 0 ↔ ∆H0 - T. ∆S0 < 0 3 ∆H 0206,1.10 = = 959,71(K) 214,752 ∆S 0 Bài 24: Entanpi tự do chuẩn của phản ứng tạo thành H 2O từ cácđơn chất phụ thuộc vào T 0 ∆G S ,T = -240000 + 6,95T + 12,9TlgT (J/mol) theo phương trình sau:

Tính ∆G0, ∆S0 và ∆H0 của phản ứng tạo thành H2O ở 2000K Giải: 0 ∆G S , 2000 = -240000 +6,95.2000 + 129.2000lg2000= -140933,426(J/mol) ↔T> ∂G = -S dG = VdP - SdT ⇒ ∂T

P ∂∆G 0 1 12,9 0 ⇒ ∆S 2000 = - ∂T = 6,95 + 12,5.lgT + 12,9T. T . ln 10 = 6,95 +12,9lgT + ln 10 P 12,9 = 6,95 + 12,9lg2000 + = 55,1357(J/molK) ln 10 0 0 0 ⇒ ∆H 2000 = ⇒∆G2000 + T. ∆S 2000 = -140933,426 + 2000. 55,1357 = -30662,054 (J/mol) Bài 25: Một Học sinh khilàm bài tường trình thí nghiệm đo nhiệt độ đốt cháy một hợp chất hữu cơ cho rằng: ∆H = ∆U + P. ∆V.Sự đốt cháy trong bom nhiệt lượng kế làm cho ∆V = 0, do đó ∆H = ∆U. Kết luận này sai ở đâu? Giải: H= U + P.V → ∆H = ∆U + ∆(PV) = ∆U + P. ∆V + V. ∆P 41

42. Hay ∆H = ∆U + ∆(nRT) Trong bom nhiệt lượng kế thì: ∆V = 0 nên: ∆H = ∆U + V. ∆P = ∆U +∆(nRT) Bài 26: Hãy chỉ ra những mệnh đề sai: a) Đối với 1 hệ kín, quá trình giãn nở khí là đoạn nhiệt⇒ hệ là cô lập → Q = 0; ⇒ ∆S = 0. b) Một hệ bất kỳ có thể tự diễn biến tới trạng thái có entanpi thấphơn (∆H < 0) và entropi lớn hơn (∆S > 0). Hay hệ có thể diễn biến theo chiều giảm entanpi tự do (∆G <0). 0 0 0 c) ∆GT = ∆H T - T. ∆S T 0 Với phản ứng hoá học ở T = const. Nếu ∆G > 0 → Phản ứng tựdiễn biến theo chiều nghịch. ∆G 0 = 0 : Phản ứng ở trạng thái cân bằng. ∆G 0 < 0 : Phản ứng tự xảy ratheo chiều thuận. Giải: a) Sai . Do ∆S = 0 chỉ khi quá trình biến đổi thuận nghịch. Q Còn với quá trìnhbiến đổi bất thuận nghịch thì ∆S > ↔ ∆S > 0. T b) Sai . Do mệnh đề này chỉ đúng trong điều kiện T, P= const. Còn với quá trình biến đổi mà V, T = const thì phải xét ∆F. c) Sai. Do với quá trình hoá học thìphải xét giá trị: ∆G = ∆G0 + RTlnQ chứ không phải dựa vào ∆G0. 0 (Tuy nhiên, có thể coi rằng ∆GT<< 0 thì quá trình có thể xảy ra được cả ở điều kiện chuẩn 0 và điều kiện thực. Khi ∆GT << 0 thì vềnguyên tắc chỉ có quá trình ngược lại mới xảy ra, 0 không thể xác định được chính xác giới hạn của ∆GTmà theo đó quá trình xảy ra theo chiều này hay chiều khác. Một cách gần đúng có thể coi rằng các giớihạn này khoảng chừng ± 40 kJ/mol). Bài 27: Một khí lí tưởng có C V = 3R không phụ thuộc T đượcgiãn nở đoạn nhiệt trong chân không tới thể tích gấp đôi. Học sinh A lí luận rằng đối với quá trình đoạnnhiệt thì γ −1 T1 4 T2 V1 = với γ = do đó T2 = 1 3 T1 V2 23 Học sinh B cho rằng:∆U = Q + A = 0 + 0 = n.CV. ∆T → ∆T = 0 → T2 = T1 Học sinh nào nói đúng? Hãy chỉ ra lỗi sai củaHọc sinh kia. Giải: - Học sinh B nói đúng. - Học sinh A nói sai : Vì quá trình giãn nở trong chân khônglà quá trình bất thuận nghịch nên không sử dụng được phương trình poisson. Bài 28: như sau: Tính chấtnhiệt động của một số phân tử và ion ở trạng thái tiêu chuẩn tại 25 oC C3H8(k) O2(k) CO2(k) H2O(l)CO32 − (aq) OH-(aq) 0 ∆H S (kJ/mol) -101,85 0 - 393,51 - 285,83 - 677,14 - 229,99 0 S (J/molK)269,91 205,138 213,74 69,91 - 56,9 - 10,75 Xét quá trình oxi hoá hoàn toàn 1 mol C3H8(k) với O2(k)tạo thành theo 2 cách : a) Bất thuận nghịch b) Thuận nghịch (trong 1 tế bào điện hoá) 1) Tính ∆H0,∆U0, ∆S0, ∆G0 của phản ứng trong mỗi cách nói trên? 2) Tính nhiệt, công thể tích, công phi thể tích(tức là công hữu ích) mà hệ trao đổi với môi trường trong mỗi cách? 42

43. 3) Tính ∆S của môi trường và ∆S tổng cộng của vũ trụ khi tiến hành quá trình theo mỗi cách. 4)Một mô hình tế bào điện hoá khác làm việc dựa trên phản ứng oxi hoá C 3H8(k) bởi O2(k) khi có mặtdung dịch KOH 5M với điện cực Pt. Các loại phân tử và ion (trừ KOH) đều ở trạng thái tiêu chuẩn. Hãyviết các nửa phản ứng ở catot và anot và phản ứng tổng cộng trong tế bào điện hoá. Nếu từ tế bào điệnhoá đó, ở 25 oC, ta thu được dòng điện 100mA. Hãy tính công suất cực đại có thể đạt được. Giải:C3H8(k) + 5O2(k) → 3CO2(k) + 4H2O(l) 1) Do các hàm H, U, S, G là hàm trạng thái nên dù tiến hànhtheo cách nào thì các giá trị ∆U, ∆H, ∆S, ∆G cũng như nhau với cùng trạng thái đầu và cuối. Vậy: 0 0 00 0 ∆H pu = 3 ∆H S ,CO2 ( k ) + 4. ∆H S , H 2O ( l ) - ∆H S ,C3 H 8 ( k ) - 5. ∆H S ,O2 ( k ) = -3.393,51 - 285,83 .4 + 103,85 = -2220 (kJ) ∆H = 213,74. 3 + 4.69,91 - 269,91 - 5. 205,138 = -374,74(J/K) 0 pu ∆G 0 = ∆H0 - T. ∆S0 = -2220 + 298,15 .374,74.10-3 = -2108,27 (kJ) pu 0 ∆U = ∆H0 -∆(PV) = ∆H0 - ∆nRT = -2220 - (-3).8,314.298,15.10-3 = -2212,56(kJ) 2) a) Quá trình bất thuậnnghịch: - Nhiệt mà hệ trao đổi với môi trường là QBTN = ∆H0 = -2220 (kJ) 2 - Wtt = - ∫ P.dV = -P. ∆V= -∆n (k) .RT 1 = 3. 8,3145.298,15 = 7436,9(J) - W’ = 0 b) Quá trình thuận nghịch: - QTN = T. ∆S =298,15 (-374,74) = - 111728,731(J) - W’max = ∆G = -2108,27(kJ) < 0 : Hệ sinh công - Wtt = - ∆n(k).RT = 7436,9(J) > 0: hệ nhận công 3) a) Quá trình bất thuận nghịch: 2220.10 3 Q Q ∆H 0 ∆Smt = mt =- BTN = == 7445, 916 (J/K) 298,15 T T T ⇒ ∆S vũ trụ = ∆Smt + ∆S hệ = 7445,916 - 374,74 =7071,176(J/K) b) Quá trình thuận nghịch: 111728,731 Q Q = 374,74( J / K ) ∆Smt = mt = - TN =298,15 T T ⇒ ∆S vũ trụ = ∆Smt + ∆S hệ = 0 4) Các nửa phản ứng: 2− Anot: C3H8 + 26OH- → 3 CO3+ 17H2O + 20e Catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OHPhản ứng tổng cộng: 2− C3H8(k) + 5O2(k) + 6OH-(aq)→ 3 CO3( aq ) + 7H2O(l) ⇒ Sơ đồ pin: (-) Pt, C3H8(1atm)/KOH(5M), K2CO3(1M)/ O2(1atm), Pt (+)0 ∆H pu = 3(-677,14) + 7.(-285,83) + 103,85 - 5.0 - 6(-229,99) = -2548,44(KJ) 0 ∆S pu = 3.(-56,9) +7.69,91 - 269,91 - 5.205,138- 6(-10,74) = -912,43(KJ) 0 0 ∆G 0 = ∆H pu = T. ∆S pu = -2548,44 +

298,15.912,43.10-3 = - 2276,399(KJ) pu 0 ⇒ E pu = - 2276399 ∆G 0 = = 1,18(V) 20.96485 nF 43

44. [CO32− ]3 0,0592 0,0592 lg →E=E lg(5)-6 = 1,19(V) − 6 5 = 1,18 20 [OH ] .PC3 H 8 .PO2 20 0→ P = E .I = 1,19 .0,1 = 0,119(W) Bài 29: Tính biến thiên entropi khi chuyển 418,4J nhiệt từ vật có t 0= 150oC đến vật có t0 = 50oC. Giải: Quá trình biến đổi trên là không thuận nghịch được coi như gồm 3quá trình biến thiên thuận nghịch: 1) Vật ở 150oC truyền nhiệt thuận nghịch ở T = const. − 418,4 Q ∆S1= = = - 0,989(J/K) T 150 +273,15 2) Hệ biến thiên đoạn nhiệt từ 150oC đến 50oC ∆S2 = 0 3) Vật ở50oC nhận nhiệt thuận nghịch ở T = const 418,4 Q ∆S3 = - = = 1,295(J/K) 50 +273,15 T Do S là hàmtrạng thái nên: ∆SBTN = ∆STN = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = 0,306(J/K) Biết ở -15oC, Phơi(H2O, l) = 1,428(torr) ở -15oC, Phơi (H2O,r) = 1,215(torr) Hãy tính ∆G của quá trình đông đặc 1 mol H2O(l) thànhnước đá ở -15oC và 1atm. Giải: Bài 30: o 15 C, 1 mol H2O l (1) ∆GBTN = ? -15oC, 1mol H2O(r) (Qu¸tr× TN do nh H2O h¬i, b· o hoµ n»m c© b»ng ví i H2O(l)) n - 15oC, 1mol H2O 1,428 Torr (2) (3)-15oC, 1mol H2O (h) 1,215 Torr (1), (3) là quá trình chuyển pha thuận nghịch → ∆G1 = ∆G3 = 0 P21,215 → ∆G = ∆G2 = nRTln = 1.8,314. 258,15 ln = -346,687(J) P1 1,428 Bài 31: Có 1 mol O2 nguyênchất ở 25oC, 2atm, 1 mol O2 nguyên chất ở 25oC, 1atm 1 mol O2 ở 25oC trong không khí trên mặt đất(P = 1atm, O2 chiếm 21% V không khí) - So sánh giá trị hàm G của 1 mol O 2 trong 3 trường hợp trênhơn kém nhau bao nhiêu J?. Từ đó rút ra kết luận: Khả năng phản ứng của O 2 trong mỗi trường hợptrên cao hay thấp hơn so với trường hợp khác? Giải: * G0 là hàm Gibb của 1 mol O2 ở 1atm - 1 mol O2,1atm, 25oC → 1 mol O2, 2atm, 25oC (G0) (G1) P2 2 ∆G1 = G1 - G0 = nRTln = 1. 8,3145 .298,15.ln =1718,29(J) 1 P1 44

45. ⇒ G1 > G0. - Gọi G2 là hàm Gibb của 1mol O2 ở 25oC trong không khí (0,21 atm) 1mol O2,25oC, 1atm → 1 mol O2, 25oC, 0,21atm (G0) (G2) ∆G2 = G2 - G0 = 1. 8,3145 .298,15.ln 0,21 1 =-3868,8(J) ⇒ G2 < G0. Vậy: G2(1mol O2, 25oC, 0,21atm) < G0(1 mol O2, 25oC, 1atm) < G1(1 molH2O, 25oC, 2atm) - 1 chất có hàm G càng cao thì càng kém bền ⇒ 1 mol O2 ở 25oC, 2atm có khả năngphản ứng cao nhất còn 1 mol O2 nằm trong không khí thì bề nhất có khả năng phản ứng kém nhất. Bài32: Nhiệt hoà tan (∆Hht) 0,672g phenol trong 135,9g clorofom là -88J và của 1,56g phenol trong148,69g clorofom là -172J. Tính nhiệt pha loãng đối với dung dịch có nồng độ như dung dịch thứ 2chứa 1 mol phenol khi pha loãng đến nồng độ của dung dịch thứ nhất bằng clorofom. Giải: 94g phenol +CHCl 3 ∆Hht (2) ∆ Hht(1) dd 2 + CHCl 3 ∆H pha lo· ng dd 1 ∆H pha lo· ng = ∆Hht(1) - ∆Hht(2) = -94 .(-172) + 94 (-88) = - 2004,87(J) 0,672 1,569 Bài 33: Nhiệt hoà tan 1 mol KCl trong 200 ml nướcdưới áp suất P = 1amt là: 0 tC 21 23 ∆H 18,154 17,824 (kJ) Xác định ∆H298 và so sánh với giá trị thựcnghiệm là 17,578 (kJ) Giải: Theo định luật Kirchhoff: ∆H294 = ∆H298 + ∆CP.(294 - 298) = 18,454(kJ) ∆H286 = ∆H298 + ∆CP.(296 - 298) = 17,824(kJ) ∆H298 = 17,494 (kJ) ∆CP = -0,165 (kJ/K)∆H298(LT) - ∆ H298(TN) ~ 0,48% ~ ∆ H298(TN) Vậy ∆H298 tính được theo lí thuyết sai khác với giátrị TN là 0,48%. Bài 34: Tính ∆S của quá trình hoá hơi 3 mol H2O (l) ở 25oC, 1atm. Cho: ∆Hhh,H2O(l) = 40,656 kJ/mol; C P , H 2O ( l ) = 75,291 (J/K.mol); C P , H 2O ( h ) = 33,58 (J/molK) Giải:Xét chu trình: 45

46. 25oC, 3 mol H2O (l), 1atm ∆S 25oC, 3 mol H2O(r), 1atm ∆ S1 100oC, 3mol H2O(l),1atm Q ∆S1 =1 = T T2 ∫ n.C P (l ) . T1 ∆ S3 ∆ S2 100oC, 3mol H2O (h), 1atm T2 dT 373,15 = nCP(l)ln = 3.75,291.ln = 50,6822(J/K) T T1 298,15 40,656,10 3 Q2 n.∆H hh.l ∆S2 = = = 3. = 326,8605(J/K) 373,15T T Q ∆S3 = 3 = T T1 ∫ n.C T2 P(h) . T2 dT 298,15 = nCP(h)ln = 3. 33,58.ln = - 22,6044(J/K) T T1373,15 → ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 = 354,9383 (J/K) Bài 35: a) Tính công trong quá trình đốt cháy 1mol rượu etylic ở đkc và 25oC. b) Nếu H2O ở dạng hơi thì công kèm theo quá trình này là bao nhiêu?Giải: a) C2H5OH(l) + 3O2 (k) → 2CO2 (k) + 3H2O (l) ∆n = -1 ∆n.RT ⇒ W = -Png . ∆V = -Png. =R.T = 8,314.29815 = 2478,82 (J) Png b) Nếu H2O ở dạng hơi thì: ∆n = 2. ⇒ W = - ∆n. RT = -2 .8,314.298,15 = - 4957,64(J) Bài 36: Tính ∆S, ∆G trong quá trình giãn không thuận nghịch 2 mol khí lí tưởngtừ 4lít đến 20 lít ở 54oC. Giải: Vì S, G là các hàm trạng thái nên ∆S, ∆G không phụ thuộc vào quá trìnhbiến thiên là thuận nghịch hay bất thuận nghịch mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối.Vì vậy: V2 20 ∆S = nRln = 2. 8,314.ln = 26,76 (J/K) V1 4 T = const → ∆H = 0; ∆U = 0 →∆G = ∆H -T. ∆S = 0 -(273,15 + 54) .26,76 = - 8755,1 (J) Bài 37: Một bình có thể tích V = 5(l) được ngăn làm 2phần bằng nhau. Phần 1 chứa N 2 ở 298K và áp suất 2atm, phần 2 ở 298K và áp suất 1atm. Tính ∆G,∆H, ∆S của quá trình trộn lẫn 2 khí khi người ta bỏ vách ngăn đi. Giải: 5 ở T = 298K ; Vbđ (N2) =Vbđ(O2) = (l) 2 V2 V2 PN .V N 5 PO .VO 5 ∆S = ∆S(N2) + ∆S(O2) = n N 2 .Rln + nO2 Rln = 2 2Rln + 2 2 Rln V1 V1 2,5 2,5 RT RT PN .V N + PO2 .VO2 = 2 2 ln 2 = 0,0174(l.at/K) = 0,0174.101,325 = 1,763 (J/K) T - Quá trình đẳng nhiệt → ∆H = 0 46

47. ⇒ ∆G = ∆H - T. ∆S = - 298 .1,763 = - 525,374 (J) Bài 38: Cho các dữ liệu sau đây ở 298K 0 ∆H S(kJ/molK) Chất S0(J/molK) V(m3/mol) Cthan chì 0,00 5,696 5,31.106 Ckim cương 1,90 2,4273,416.10-6 1) ở 298K có thể có một phần rất nhỏ kim cương cùng tồn tại với than chì được không? 2)Tính áp suất tối thiểu phải dùng để có thể điều chế được kim cương ở 298K? Giải 1) Ckim c- ¬ng Cthanch× ∆G0 = ? 298 ∆Ho = ∆Ho than chì - ∆Ho kim cương = 0 - 1,9 = -1,9 (kJ) ∆So = So than chì -Sokim cương = 5,696 - 2,427 = 3,269 (J/K) 0 ⇒ ∆G298, pu = ∆Ho - T. ∆So = -1900 - 298.3,269 =-2874,162(J) ∆Go < 0 (Tuy nhiên ∆Go không quá âm) ⇒ Phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận ⇒ khôngtồn tại một lượng nhỏ kim cương cùng với than chì. 2) Cthan ch× Ckim c- ¬ng ∆G0 = +2874,162 (J)298 ∆V = VKC - VTC = 3,416.10-6 - 5,31.10-6 = 1,894.10-6 (m3/mol) Ta có: dG = VdP - SdT ∂G

∂∆G =V→ = ∆V → ∂P T ∂P T ⇒ ∆G P2 - ∆G P1 = ∆V(P2 - P1) Để điềuchế được kim cương từ than chì thì: ∆G P2 ≤ 0 ↔ ∆G P1 + ∆V(P2 - P1) ≤ 0 ∆G P1 P2 - P1 ≥ (Do ∆V< 0) ∆V ∆G P1 2874,162 → P2 ≥ P1 =1+ 1,894.10 −3.101,325 ∆V P2 ≥ 14977,65 (atm) Vậy áp suấttối thiểu phải dùng để điều chế được kim cương từ than chì là 14977,65atm. Nh- vË ë 25oC, c© b»ngthan ch× y n kim c- ¬ng tån t¹ i ë ¸ p suÊ kho¶ng t 15000 atm. ở áp suất cao hơn quá trình chuyển thanchì thành kim cương là tự diễn biến, mặc dầu với tốc độ rất chậm. Muốn tăng tốc độ phải tăng nhiệt độvà áp suất, trong thực tế quá trình chuyển than chì thành kim cương được tiến hành khi có xúc tác (Ni +Cr + …) ở nhiệt độ trên 1500oC và P ≈ 50000atm. Bài 39: Phản ứng giữa Zn và dd CuSO 4 xảy ra trongống nghiệm toả ra lượng nhiệt 230,736kJ. Cũng phản ứng trên cho xảy ra trong pin điện thì một phầnhoá năng chuyển thành điện năng. Công điện của pin là 210,672kJ. Chứng minh rằng: ∆U của 2 quátrình không đổi, nhưng nhiệt toả ra thay đổi. Tính ∆S của phản ứng, ∆Smt và ∆Stp? Cho T = 300KGiải: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu - Khi thực hiện trong ống nghiệm: (Tiến hành bất thuận nghịch) 47

48. VZn ≈ VCu ⇒ Wtt = 0 ; W’ = 0 ⇒ ∆UBTN = QBTN = ∆H = -230,736kJ - Khi thực hiện phản ứngtrong pin điện (quá trình thuận nghịch) W’max = - 210,672 (kJ) ⇒ ∆G = W’max = -210,672(kJ) ∆HTN= ∆HBTN = - 230,736(kJ) → QTN = T. ∆S = ∆H - ∆G = -230,736 + 210,672 = -20,064(kJ) ⇒ ∆UTN= Q + W’ + P. ∆V = -20,064 = 210,672 + 0 = -230,736 (kJ) = ∆UBTN Q 20,064.10 3 - ∆Shệ = TN = =66,88(J/K) T 300 Q 230,736.10 3 ∆SmtBTN = - BTN = = 769,12(J/K) T 300 ⇒ ∆Stp(BTN) =702,24(J/K) Q ∆Smt(TN) = - TN = -∆Shệ ⇒ ∆Stp(TN) = 0 T Bài 40: - ∆Gp = W’max Xét 1 phản ứngthuận nghịch trong pin điện thì ∆Gp = W’max < 0 - Nhưng một học sinh viết rằng: Trong mọi quá trìnhluôn có: ∆S vũ trụ = ∆Smt + ∆S hệ (1) ∆Hmt = - ∆H hệ (2) ∆H mt ∆H he ∆H he ⇒ ∆Smt = =⇒ ∆S vũtrụ = + ∆S hệ T T T ↔ T. ∆S vũ trụ = - ∆H hệ + T. ∆S hệ = -∆G hệ Với quá trình thuận nghịch thì ∆Svũ trụ = 0 ⇒ ∆G hệ = 0 ↔ ∆Gp = 0 Hãy giải thích mâu thuẫn này. Giải: (2) chỉ đúng khi ngoài cônggiãn nở hệ không thực hiện công nào khác: ∆H = ∆U + P. ∆V → ∆U = ∆H - P. ∆V Q = ∆U - W = (∆H- P. ∆V) - (-P. ∆V + W’) ↔ Q hệ = ∆H hệ - W’ = - ∆H mt ⇒ Chỉ khi W’ = 0 thì ∆Hmt = - ∆H hệ *Trong pin: W’max = ∆G < 0 nên ∆Hmt ≠ ∆H hệ. Bài 41: Xét phản ứng: Zn(r) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq)+ Cu(r) diễn ra trong đktc ở 25oC. a) Tính W, Q, ∆U, ∆H, ∆G, ∆S của phản ứng ở điều kiện trên. Biết:Zn2+(aq) Zn(r) Cu(r) Cu2+(aq) 0 ∆H S , 298 (kJ/mol) -152,4 0 0 64,39 0 S 298 (J/mol.K) - 106,5 41,633,3 - 98,7 b) Xét khả năng tự diễn biến của phản ứng theo 2 cách khác nhau. c) Nếu thực hiện phảnứng trên 1 cách thuận nghịch trong pin điện thì các kết quả trên có gì thay đổi? Tính Epin? Giải: 0 0 0 00 a) ∆H pu = ∆H S , Zn 2+ + ∆H S ,Cu - ∆H S ,Zn + ∆H S ,Cu 2+ = -152,4 - 64,39 = -216,79 (kJ) 0 00 0 0 ∆S pu = S Zn 2 + ( aq ) + S Cu (r ) - S Zn (r ) - S Cu 2 + ( aq ) = -106,5 + 33,3 - 41,6 + 98,7 =-16,1 (J/K) ∆G 0 = ∆H 0 - T. ∆S 0 = -216,79 + 298,15 .16,1.10-3= -211,99(kJ) pu 0 ∆Uo = QP = ∆Hpu = -216,79 (kJ) 48

49. W = 0; quá trình BTN; W’ = 0 0 b) * ∆G pu = -211,99 (kJ) << 0 ( ≤ - 40 kJ) Do ∆G pu rất âm nênphản ứng tự xảy ra không những ở đkc mà còn cả ở các điều kiện khác nữa. 0 Q − ∆H he 216,79.10 3 *∆Smt = mt = = = 727,12 (J/K) 298,15 T T ⇒ ∆S vũ trụ = ∆S hệ + ∆Smt = -16,1 + 727,12 = 711,02(J/K) Vì ∆S hệ cô lập = ∆S vũ trụ = 711,02 (J/K) > 0 ⇒ Quá trình là bất thuận nghịch ↔ phản ứng tựxảy ra. c) Khi thực hiện phản ứng trên TN trong pin điện thì các giá trị ∆H0, ∆S0, ∆G0, ∆U0 khôngthay đổi do H, S, G, U là các hàm trạng thái nên không phụ thuộc quá trình biến đổi là thuận nghịch haybất thuận nghịch nhưng các giá trị Q, W thì thay đổi. Cụ thể: Wtt = 0; W’max = ∆G0 = -211,99(kJ) Q =T. ∆S = 298,15 .(-16,1) = - 4800,215 (J) Q − Qhe ⇒ ∆Smt = mt = = 16,1 (J/K) ⇒ ∆S vũ trụ = ∆Smt +∆Shệ = 0 T T 211990 ∆G 0 Epin = = ≈ 1,1(V) 2.96485 nF Bài 42: Đối với nguyên tố Đanien ở 15oCngười ta xác định được sức điện động E = 1,09337V và ∂E hệ số nhiệt độ của sức điện động = 0,000429V/K. Hãy tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng ∂T hoá học? Giải: ∂G ∂E ∂E ∆G = - nEF ⇒ = - nF. = - ∆S⇒ ∆S = nF . ∂T ∂T ∂T ∂E ⇒ ∆H = ∆G + T. ∆S = nF.(T. - E) ∂T ⇒ ∆H = 2. 96485 .(298,15.0,000429- 1,09337) - - 187162,5(J) Bài 43: Cho phản ứng hoá học: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu xảy ra một cách

thuận nghịch đẳng nhiệt, đẳng áp ở 25oC trong nguyên tố Ganvani. Sức điện động của nguyên tố đođược là 1,1V và hệ số nhiệt độ của sức điện động là ∂E = 3,3.10-5 (V/K). ∂T P a) Tínhhiệu ứng nhiệt Q, biến thiên Gipxơ ∆G và biến thiên entropi ∆S của phản ứng hoá học đã cho. b) TínhQtn của quá trình? c) Nếu cũng phản ứng hoá học trên thực hiện ở cùng nhiệt độ và cùng áp suất nhưngtrong một bình cầu thường thì các giá trị của ∆G, ∆S sẽ là bao nhiêu? Giải: a) ∆G = - nEF = - 2 .1,1.96485 = - 212267(J) ∂∆G ∂E ∆S = = n.F . = 2 .96485 .3,3 .10-5 = 6,368 (J/K) ∂T ∂T ∆H = ∆G + T.∆S = 212267 + 298,15 .6,368 = -210368,4(J) b) Qtn = T . ∆S = 298,15 .6,368 = 1898,62 (J) 0 49

50. c) Nếu phản ứng hoá học thực hiện ở cùng nhiệt độ, áp suất nhưng trong 1 bình cầu thường tức làthực hiện quá trình một cách bất thuận nghịch thì ∆G, ∆S của phản ứng vẫn như ở câu (a). Do G, S làcác hàm trạng thái ⇒ giá trị của ∆G, ∆S không phụ thuộc vào quá trình biến thiên. Bài 44: Tính côngcủa sự biến đổi đẳng nhiệt thuận nghịch và bất thuận nghịch của 48 gam khí O2 được coi là lí tuởng ởnhiệt độ 250 C khi: a. Giãn nở từ 10atm xuống 1atm b. Nén từ 1atm đến 10atm Đáp số: Wtn = -8,6.10-3J; Wbtn =-3,3.103J b. W’tn = 8,6.10-3; W’btn = 3,3.104 J. IV- KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ : Trên đâylà hệ thống câu hỏi và bài tập phần “Nhiệt hoá học” mà tôi đã áp dụng trong giảng dạy. Nó tương đốiphù hợp với yêu cầu và mục đích giảng dạy, bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở trường chuyên chuẩn bị dựthi học sinh giỏi các cấp . Nó có thể dùng làm tài liệu học tập cho học sinh các lớp chuyên Hoá học và tàiliệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở bậc THPTgóp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hoá học. Tuy nhiên, đây chỉ là một phần rấtnhỏ trong chương trình ôn luyện cho học sinh chuẩn bị tham gia vào các kỳ thi học sinh giỏi các cấp. Vìvậy, tôi rất mong các Thầy , Cô đồng nghiệp góp ý kiến cho tôi về chuyên đề này và cùng nhau pháttriển sang các chuyên đề khác để học trò chuyên Hoá ngày càng có nhiều tài liệu học tập một cách hệthống hơn. PHẦN CẤU TẠO CHẤT Trường THPT chuyên Thái Bình A- MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNGVỀ LÍ THUYẾT I. các đặc trưng về cấu tạo phân tử: Một phân tử hình thành được và tồn tại bền nhờ kếtquả của tương tác giữa các hạt nhân và electron dẫn đến một năng lượng hệ cực tiểu (năng lượng này củaphân tử phải thấp hơn năng lượng của hệ ban đầu). Trong phân tử có sự phân bố vị trí tương đối giữacác hạt nhân nguyên tử nên có được hình dạng không gian của phân tử với độ dài liên kết và góc xácđịnh. 1) Năng lượng liên kết Năng lượng liên kết giữa hai nguyên tử A và B là năng lượng cần thiết đểvừa đủ phá vỡ liên kết đó hay năng lượng toả ra khi hai nguyên tử A và B ở trạng thái cơ bản kết hợpvới nhau. Tuy nhiên năng lượng liên kết là độ sâu của cực tiểu năng lượng trên được cong thế năng Thídụ: phản ứng H2 2 H cần năng lượng bằng 436 kJ.mol-1. Phân tử H2 bền vững nên khi cho hainguyên tử H kết hợp với nhau: 2 H H2 toả ra một năng lượng bằng 436 kJ.mol-1. Như vậy hai giá trịnăng lượng bằng nhau về giá trị và ngược nhau về dấu. Quy ước rằng năng lượng liên kết có dấu dươngđể biện luận rằng liên kết càng bền thì năng lượng liên kết càng lớn??? nên EH-H = 436 kJ.mol-1. Trongphân tử có nhiều liên kết thì năng lượng liên kết được tính trung bình. 2) Độ dài liên kết Độ dài của mộtliên kết trong phân tử là khoảng cách trung bình giữa hai hạt nhân nguyên tử tạo ra liên kết đó khi phântử ở trạng thái năng lượng thấp nhất. Độ dài liên kết thường được kí hiệu là d. Phương pháp phổ vi sónghay phương pháp nhiễu xạ electron thường được dùng để xác định độ dài liên kết. Trị số độ dài liên kếtở trong khoảng từ 0,74Å (phân tử H 2) đến 4,47Å (phần tử 50

51. CS2); thông thường trong khoảng 1,0 – 2,0Å đối với liên kết giữa hai nguyên tử của các nguyên tốchu kì 2, 3, 4. Độ dài của một liên kết nào đó thường gần đúng là một hằng số trong các phân tử khácnhau. Chẳng hạn liên kết đơn C-C trong hầu hết các phân tử hiđrocacbon không liên hợp vào khoảng1,53-1,54Å. Trong C6H6 (benzen) độ dài liên kết giữa hai nguyên tử C cạnh nhau bằng 1,40 Å. Trị sốnày nằm trong khoảng độ dài một liên kết C-C là 1,54Å và độ dài một liên kết đôi C=C là 1,34Å. Độ dàiliên kết càng nhỏ, liên kết càng bền. Bán kính liên kết: Từ các số liệu có thể thấy rằng độ dài liên kết dAB xấp xỉ bằng 1/2(dAA + dBB) với dAA, dBB là độ dài liên kết A-A, B-B tương ứng. Chẳng hạn, coiA là Cl, B là Cl; đã biết dCl-Cl = 1,99A, vậy dC-Cl = 1/2(dC-C + dCl-Cl) = 1/2(1,54 + 1,99) = 1,765Å.Trị số thực nghiệm cho biết dC-Cl = 1,766Å. Do đó người ta coi 1/2d AA là bán kính liên kết hay bánkính cộng hoá trị r A của nguyên tử Å. 3) Góc liên kết : Góc liên kết là góc tạo bởi hai nửa đường thẳngxuất phát từ một hạt nhân nguyên tử đi qua hai hạt nhân của hai nguyên tử liên kết với nguyên tử đó.Các trường hợp điển hình về góc liên kết theo định nghĩa trên là: - Phân tử thẳng, góc liên kết bằng 180o(2π); chẳng hạn C2H2, CO2,… - Phân tử có góc, góc liên kết khác 180 o, chẳng hạn BF3 hay C2H4 cógóc 120o, H2O có góc 104,5o,… - Phân tử tứ diện, góc liên kết bằng 109o28’, chẳng hạn CH4,… Trongmột số trường hợp, người ta chú ý đến góc được tạo ra từ 4 nguyên tử hay 2 mặt phẳng, là góc nhị diệnhay góc xoắn (hay góc vặn). Dưới đây là hình ảnh một số phân tử cho thấy chúng có kích thước riêng. 4)Các dạng liên kết hoá học Xét một cách đại cương, liên kết hoá học có bốn dạng: - Liên kết cộng hoá trị

(hay liên kết nguyên tử) - Liên kết ion (hay liên kết điện hoá trị) - Liên kết kim loại - Liên kết hiđro,tương tác Van de Van; gọi chung là tương tác yếu. Thực tế không có ranh giới rõ rệt giữa các dạng liênkết đó. Tuy nhiên, để thuận lợi khi xem xét, người ta vẫn đề cập riêng từng dạng đó, hai dạng đầuthường được đề cập đến nhiều hơn. 51

52. II. Quy tắc bát tử (Octet): Từ sự phân tích kết quả thực nghiệm và cấu tạo hoá học của các phân tử,năm 1916 nhà hoá học Côxen (Kossel) và Liuyxơ (Lewis) đưa ra nhận xét mà ngày nay gọi là quy tắcbát tử (hay quy tắc octet): Khi tạo liên kết hoá học, các nguyên tử có xu hướng đạt tới cấu hình lớp ngoàicùng bền vững của nguyên tử khí trơ với 8e. Cần lưu ý là quy tắc đó chỉ áp dụng được cho một số giớihạn các nguyên tố, chủ yếu là các nguyên tố chu kỳ 2. Quy tắc bát tử (octet) thể hiện trong từng dạngliên kết cụ thể. Thông thường trong liên kết ion, sau khi cho – nhận electron lớp vỏ ngoài cùng có đủ sốelectron như các nguyên tử khí hiếm. Thực tế quy luật ấy chỉ đúng cho đa số các trường hợp nguyên tốnhóm A. (Học viên lấy thí dụ về những trường hợp không tuân theo quy tắc bát tử). III. Thuyết liuytxơ(Lewis) (năm 1916): 1. Nội dung của thuyết: Trong phân tử được tạo ra từ nguyên tử các nguyên tố phikim, liên kết hoá học giữa hai nguyên tử được thực hiện bởi cặp (đôi) e dùng chung, nhờ đó mà mỗinguyên tử đều có được cấu hình lớp ngoài cùng bền vững của nguyên tử khí trơ với 8e. Electron của mỗinguyên tử có thể tham gia được liên kết là e hoá trị. Đôi e tạo liên kết phải có spin đối song. Ví dụ: Phântử Cl2 có liên kết giữa hai nguyên tử Cl được thực hiện nhờ cặp e góp chung. cặp e này là cặp e liên kết,được kí hiệu ↑↓ hay ↓↑, các e còn lại được gọi là e không liên kết. a) Phân loại liên kết cộng hoá trị Căncứ vào vị trí cặp e dùng chung so với hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết, người ta chia liên kết cộnghoá trị thành hai loại: - Liên kết cộng hoá trị không phân cực (hay không có cực): Đôi e dùng chung ởgiữa khoảng cách hai hạt nhân nguyên tử. Đó là liên kết trong các phân tử đơn chất như Cl 2, Br2...(trường hợp hiệu độ âm điện ≤ 0,4). - Liên kết cộng hoá trị có cực (hay phân cực): Đôi e dùng chunglệch về phía nguyên tử của nguyên tố có tính phi kim mạnh hơn (hay có độ âm điện lớn hơn). Đó là liênkết hoá học trong các phân tử hợp chất như H2O, NH3, CH4,... (hiệu độ âm điện trong khoảng 0,40 ÷1,70). b) Tính định hướng không gian của liên kết cộng hoá trị Liên kết cộng hoá trị có tính định hướngkhông gian. Trong liên kết cộng hoá trị, cặp e dùng chung (hay cặp e liên kết) được phân bố ở khoảngkhông gian giữa hai hạt nhân tham gia liên kết. Liên kết cộng hoá trị có tính chất bão hoà. Chẳng hạntrong hợp chất giữa Cl với H, chỉ có 1 nguyên tử H liên kết với 1 nguyên tử Cl tạo thành HCl; không thểcó nhiều hơn một nguyên tử H liên kết với một nguyên tử Cl. Do vậy số nguyên tử liên kết với mộtnguyên tử cho trước bị hạn chế bởi hoá trị của nguyên tử đó. Bài tập: Cho các nguyên tố H, F, Cl, Br, I.1) Hãy viết CTPT của các chất được tạo ra từ các nguyên tố đã cho. 2) Trong số các chất đã nêu chất nàocó liên kết không có cực, có cực? Hãy chỉ rõ vị trí của cặp electron liên kết trong mỗi chất. 2. Công thứccấu tạo Liuytxơ (Lewis): Biểu diễn liên kết và cấu tạo phân tử khá trực quan 1. Công thức: Mỗi dấuchấm biểu thị một electron. Hai chấm hay một vạch – chỉ một cặp electron trong nguyên tử hay phân tử.Các electron này là các electron hoá trị. Công thức hoá học chỉ rõ thứ tự liên kết giữa các nguyên tử vàcác kí hiệu chỉ sự phân bố electron hoá trị được gọi là công thức Lewis (do Lewis đề xướng). Thôngthường các cặp electron liên kết viết bằng dấu vạch, electron không liên kết biểu diễn bằng chấm. Côngthức Lewis không chỉ dùng cho các hợp chất có liên kết công hoá trị mà dùng cả cho các hợp chất có liênkết ion. 52

53. Bài tập: Viết công thức Lewis cho các phân tử : a) nitơ, b) nước, c) Canxi clorua. 2. Cách viết côngthức Lewis: a) Các khái niệm cần dùng: + Nguyên tử trung tâm và phối tử: Trong một công thức hoáhọc, có nguyên tử trung tâm là nguyên tử cần nhiều e nhất để tạo được cấu hình tám electron (octet) ởlớp ngoài cùng của nó (hay nguyên tử có số oxi hoá cao nhất); các nguyên tử khác và cả cặp electronkhông liên kết của nguyên tử trung tâm được gọi là phối tử. Ví dụ: trong phân tử NH 3, nguyên tử trungtâm là N, phối tử gồm 3H và 1 cặp e không liên kết của N (ở vỏ hoá trị). Trong phân tử HCN, nguyêntử trung tâm là C, phối tử gồm 1H và 1N (ở đây không có cặp e không liên kết ở vỏ hoá trị). + Lõi củanguyên tử: Phần lõi của một nguyên tử (khi nguyên tử này là thành phần của một công thức hoá họcđược xét) gồm hạt nhân và các electron ở các lớp bên trong. Ví dụ: Xét lõi nguyên tử của các nguyên tửtrong HCN ta có: lõi nguyên tử N gồm hạt nhân và hai e ở phân lớp 1s2; lõi nguyên tử C gồm hạt nhânvà 2 electron ở phân lớp 1s 2; lõi nguyên tử H chỉ gồm hạt nhân, thực tế H thường được coi là trườnghợp ngoại lệ. + Điện tích: - Điện tích lõi nguyên tử: là số đơn vị điện tích của nguyên tử khi ta bỏ cácelectron ở lớp hoá trị đi nên là một số nguyên dương, có trị số bằng số e hoá trị vốn có của nguyên tửđó. - Điện tích hình thức của một nguyên tử = (Điện tích của lõi nguyên tử - tổng số e riêng của nguyêntử – tổng số e tạo liên kết có nguyên tử tham gia/2). Ví dụ: Xác định điện tích hình thức của N trongNH3, NH4+ - Trong NH3: Từ cấu tạo Lewis, ta thấy: Điện tích lõi của N là 5 Số e không liên kết của N

là 2 Tổng số e tạo liên kết có N tham gia là 6 (hay có 3 liên kết) Vậy điện tích hình thức của N = 5 – 2 –6/2 = 0 - Trong NH4+: Xét tương tự như trên, chú ý N không còn e không liên kết và N tham gia 4 liênkết với 4 H. Vậy điện tích hình thức của N = 5 – 0 – 8/2 = +1 Đây chính là điện tích của cả nhómNH4+. b) Các bước để viết cấu tạo Lewis: HCN Bước 1: Viết công thức cấu tạo sơ bộ của chất dựa vàohoá trị của các nguyên tử và giả thiết rằng chỉ có liên kết đơn được hình thành. Nếu chưa biết thứ tự liênkết giữa các nguyên tử, hãy dùng giả thiết để viết thứ tự đó. ở đây ta có: H:C:N (a) hay H : N : C (b)Bước 2: gọi n1 là tổng số e hoá trị của các nguyên tử. - Thông thường dựa vào cấu hình e của cácnguyên tử H: 1s2 → 1e C: 1s2 2s2 2p2 → 4e N: 1s2 2s2 2p3 → 5e Vậy n1 = (1 + 4 + 5) e = 10 e Chú ý:Nếu công thức đó là: + Ion âm: 1 đơn vị điện tích âm do được cộng thêm 1e vào tổng trên. + Ion dương:1 đơn vị điện tích dương do trừ đi 1e từ tổng trên. HCN là phân tử trung hoà nên không áp dụng phầnnày. Bước 3: Tìm công thức Lewis (gần đúng) - gọi n2 là tổng số e đã tạo liên kết trong công thức đưara ở bước 1. Số e còn lại không tham gia liên kết n3 = n1 – n2 - Số e cần lấy để tạo bát tử cho nguyên tửâm điện nhất trong công thức ban đầu bằng n4. Khi áp dụng ba bước trên cho HCN. n2 = 4e, vậy n3 =n1 – n2 = 6e. 53

54. Trong (a), N âm điện hơn C nên phải tạo bát tử cho N. Trong công thức ban đầu N mới có 2e, nócần 6e nữa mới thành 8 e. Như vậy n4 = 6e. Bước 4: Tìm công thức Lewis đúng - Tìm số e còn lại, kíhiệu n5 = n3 – n4 + Nếu n5 = 0: tính điện tích hình thức ở mỗi nguyên tử trong công thức vừa viết ởbước 3. + Nếu n5 ≠ 0: chính là số e cần dùng để tạo bát tử cho nguyên tử trung tâm. Chú ý: Việc này chỉđược thực hiện khi nguyên tử trung tâm là nguyên tử của nguyên tố thuộc chu kì 3 trở đi. Sau đó tính lạiđiện tích hình thức cho mỗi nguyên tử trong công thức vừa viết. áp dụng: Với HCN có n3 = n4 = 6e nênn5 = 0. .. Do đó tính điện tích hình thức cho các nguyên tử trong phân tử H : C : N : (c) .. H: 1 - 1 = 0C: 4 – 2 = 2 N: 5 – 6 –1 = -2 - Sau khi thực hiện như trên, nếu nguyên tử trung tâm là nguyên tử củanguyên tố chu kỳ 2 chưa đạt được bát tử, ta phải chuyển một hay một số cặp e không liên kết (ở nguyêntử âm điện hơn) thành cặp e liên kết, sao cho có được bát tử đối với nguyên tử trung tâm đó. Từ (c) tathấy nguyên tử trung tâm C còn thiếu 4e mới có được bát tử. Vậy ta phải chuyển 4e (2 cặp e) không liênkết của N thành 4e (2 cặp) liên kết: .. H:C: N: .. .. H: C≡N: .. (f) Tính lại điện tích hình thức của cácnguyên tử trong (f): H: 1 – 1 = 0 C: 4 – 4 = 0 N: 5 –2 – 3 = 0 Kết luận: (f) là công thức Lewis cần tìmcho HCN. (Học viên tự xác định để loại bỏ công thức (b). Bài tập áp dụng: Tìm công thức Lewis củaPCl3. c) Xác định công thức Lewis của CO32-. + Công thức giả định là: (a) O : .. : O C O + Khi tính sốe hoá trị, cần chú ý đây là một anion có điện tích –2: n1 = (6 x 3 + 4 x 1 + 2) e = 24 e Từ (a) có n2 = 6e→ n3 = n1 – n2 = (24 – 6) e = 18e + Số e cần để tạo bát tử cho 3 O là n4 = 6e. 3 = 18e Vậy n5 = n3 –n4 = 0. .. .. + Tính điện tích hình thức cho từng nguyên tử trong : (b) : O : C : O: .. .. .. : O: .. C: 4 – 3= +1 O: 6 – 6 – 1 = -1; Như vậy nguyên tử cacbon chưa đạt bát tử. + Từ (b) có 3 khả năng chuyển 2electron từ một trong ba nguyên tử O cho nguyên tử C để C có 8 electron và thu được 3 công thức cấutạo tương đương nhau với 1 liên kết đôi C = O và một điện tích hình thức cho mỗi nguyên tử oxi: .. .. :O: : C: O: .. .. :O: .. 54 .. .. : O : C : :O .. .. .. :O: .. : O : C :O : .. .. .. .. : O:

55. (I) (II) (III) Tính điện tích hình thức trên mỗi nguyên tử. C: 4 – 4 = 0 O: 6 – 6 – 1 = -1 (có 2 O) O:6 – 4 – 2 = 0 Vậy 3 công thức Lewis đó đều đúng cho CO32-. + Thực nghiệm cho biết ion CO32- cócấu tạo phẳng, 3 nguyên tử O ở 3 đỉnh của tam giác đều, góc OCO ≈ 120o, 3 liên kết C-O có độ dài đềubằng nhau, là 131 pm. Để giải thích kết quả này, người ta giả thiết rằng đã có sự cộng hưởng giữa 3 cấutạo (I), (II), (III) với nhau. Ba công thức Lewis tương đương nhau; chúng được gọi là các công thứccộng hưởng của CO32-. Giả thuyết về sự cộng hưởng các cấu tạo có thể áp dụng cho các trường hợp ionvà phân tử khác như NO3-, SO42-, PO43-, C6H6,... + áp dụng giả thuyết này ta tính được điện tích trênmỗi nguyên tử oxi trong CO 32- theo công thức: Điện tích hình thức trên mỗi nguyên tử xác định =Điện tích toàn nhóm/ Số cấu tạo cộng hưởng. Cụ thể: Điện tích hình thức trên mỗi nguyên tử oxi = - 2/3Kết quả này cho thấy: điện tích trong ion CO32- không cố định trên một nguyên tử oxi nào, điện tích đóđược phân bố cho các nguyên tử oxi trong nhóm. Người ta nói: có sự giải toả điện tích. Thực chất sựgiải toả điện tích này là giải toả electron. Bằng cách tìm cấu tạo Lewis cho công thức hoá học với quanniệm giải toả electron góp phần khẳng định vai trò đáng chú ý của công thức cấu tạo Lewis trong nghiêncứu và giảng dạy hoá học. + Bậc của một liên kết được xác định bằng tổng số các cặp electron tạo ra liênkết đó. Từ đó ta có: bậc bằng 1 đối với một liên kết đơn C - C; bậc bằng 2 đối với một liên kết đôi C =C; bậc bằng 3 đối với một liên kết ba C ≡ C; + Khi có cấu tạo cộng hưởng thì: Bậc của một liên kết bằngtổng các bậc liên kết thuộc về hai nguyên tử đang xét trong các cấu tạo cộng hưởng chia cho số cấu tạocộng hưởng. áp dụng cho CO32-: Chọn bất cứ một liên kết nào trong ba liên kết giữa C với O, ta đềuthấy tổng bậc của liên kết đó là: 2 + 1 + 1 = 4. Ta có 3 cấu tạo cộng hưởng ((I), (II), (III)). Vậy bậc của

liên kết giữa C với O trong CO32- bằng: 1 4/3 = 1 (*) 3 Kết quả này cho thấy liên kết giữa C với Otrong CO 32- có bậc trung gian giữa liên kết đôi C = O (bằng 2) với liên kết đơn C - O (bằng 1). Trị sốvề độ dài liên kết phù hợp với kết quả đó: Liên kết C = O trong H2C = O bằng 121 pm. Liên kết C - Otrong H3C – OH bằng 143 pm. Như trên đã biết, thực nghiệm xác định được độ dài liên kết giữa C vớiO trong CO32- bằng 131 pm. Bài tập: Hãy viết cấu tạo Lewis cho NO3- (chú ý trình bày rõ các bước,các cấu tạo cộng hưởng, xác định bậc liên kết giữa N với C). IV. Thuyết sức đẩy giữa các cặp electron:1. Mô hình sự đẩy giữa các cặp electron vỏ hoá trị: Mỗi liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử đượctạo thành nhờ cặp electron liên kết hay cặp electron dùng chung. Đôi e liên kết phân bố trong khoảngkhông gian giữa hai hạt nhân 55

56. nguyên tử tạo ra liên kết đó. Liên kết cộng hoá trị là liên kết có định hướng không gian làm chophân tử có hình dạng nhất định đặc trưng cho phân tử và cho chất đã cho. Nhiều nguyên tử sau khi gópchung e để tạo liên kết còn có các e không liên kết. Chẳng hạn trong N ở NH3 ngoài 3 cặp electron liênkết với 3 nguyên tử H, còn có 1 cặp e không liên kết. Các cặp electron dù liên kết hay không liên kết nàysẽ đẩy nhau do cùng tích điện âm. Trong phân tử AXn, A là nguyên tử trung tâm, X là phối tử; n là sốphối tử X có trong AX n. Nếu ở A còn có m cặp e không liên kết, mỗi cặp được kí hiệu là E, ta có kíhiệu AX nEm. Mô hình VSEPR xét sự phân bố không gian giữa A với X, với E. Coi nguyên tử trungtâm A có dạng cầu. Tâm của hình cầu là hạt nhân nguyên tử A và các electron phi hoá trị bên trong (lõi),vỏ quả cầu là các e lớp ngoài cùng (e hoá trị). Mỗi cặp e hoá trị chiếm một khoảng không gian nào đócủa quả cầu. Như vậy, ở một mức độ nhất định, hình dạng của phân tử phụ thuộc vào khoảng không gianchiếm bởi các e hoá trị của nguyên tử trung tâm A. Hình dạng phân tử phụ thuộc chủ yếu vào sự phân bốcác cặp e hay các đám mây e hoá trị của nguyên tử A. 2. Nội dung của thuyết sức đẩy giữa các cặp e hoátrị (VSEPR) Vào những năm 1940, N. Sidgwick, H. Powell đưa ra thuyết sức đẩy giữa các cặp electronhoá trị và sau đó được các nhà bác học khác, trong đó có R. Gillespie, bổ sung và hoàn chỉnh. + Cấuhình các liên kết của nguyên tử (hay ion) phụ thuộc vào tổng số cặp electron hoá trị liên kết hay khôngliên kết của nguyên tử. + Các obitan có các cặp e hoá trị được phân bố đều nhau và cách nhau xa nhất đểcó lực đẩy nhỏ nhất giữa chúng. Có sự không tương đương giữa cặp e liên kết và cặp e không liên kết.Đôi e liên kết chịu lực hút đồng thời của hai hạt nhân nguyên tử A và X tạo ra liên kết đó nên chuyểnđộng chủ yếu ở vùng không gian giữa hai hạt nhân. Trong khi đó, cặp e không liên kết chỉ chịu lực hútcủa hạt nhân A nên có thể chuyển động ra xa hơn. Kết quả là cặp e không liên kết chiếm khoảng khônggian rộng hơn so với khoảng không gian chiếm bởi cặp e liên kết. + Obitan có cặp electron không liênkết chiếm không gian lớn hơn so với obitan chứa cặp electron liên kết vì thế sức đẩy giữa các cặpelectron liên kết giảm hơn so với cặp không liên kết. Thí dụ góc liên kết trong các phân tử CH 4, NH3và H2O tương ứng bằng 109o28’, 107o và 104,5o do các phân tử có số cặp electron không liên kết bằng0, 1 và 2. + Không gian của cặp electron liên kết sẽ giảm nếu độ âm điện của các nguyên tố liên kết lớn.góc liên kết trong NF3 chỉ là 102o so với 107o của NH3. Tương tự góc liên kết tgiảm trong dãy: PI3(102o), PBr3 (101,5o), PCl3 (100,3o) và PF3 (97,8o). a) Mô hình sự đẩy giữa các cặp electron liên kết:AXn với n = 2 → 6 n=2: hai cặp e được phân bố trên đường thẳng. Phân tử thẳng như BeH 2. Góc liênkết XAX bằng 180o. n=3: ba cặp e được phân bố trên ba đỉnh của tam giác đều. Phân tử có hình tamgiác đều, phẳng. Góc XAX bằng 120o. Ví dụ: BF3, AlCl3,... n=4: bốn cặp e được phân bố ở bốn đỉnh tứdiện đều, tâm là A. Phân tử có hình tứ diện đều. Góc XAX bằng 109o28’. Ví dụ: CH4, NH4+,... n=5: cósự phân bố đồng đều 5 cặp e trên mặt cầu. Khi kẻ các đường nối các nguyên tử X với nhau ta có hìnhlưỡng tháp tam giác. Ví dụ minh hoạ: phân tử PCl 5 có phân bố lưỡng chóp tam giác nên trong phân tửcó ba loại góc liên kết: trong mặt phẳng có góc ClPCl bằng 120o, trong khi còn có góc ClPCl bằng 90ovà góc 180o. Theo mô hình VSEPR, năm cặp e được phân bố trên mặt cầu vỏ hoá trị như sau: Ba cặpcùng với hạt nhân A ở trong 1 mặt phẳng, ba cặp này ở ba đỉnh tam giác đều tâm A. Các liên kết đượctạo ra trong mặt phẳng này được gọi là liên kết ngang. Hai cặp e còn lại được phân bố trên hai đầu củađoạn thẳng vuông góc với mặt phẳng tam giác đều tại A. Hai cặp e này tạo ra hai liên kết trục. Do sựphân bố đó nên độ dài liên kết ngang ngắn (2,02 nm) hơn độ dài liên kết trục (2,14 m). Kết quả sự sắpxếp trên đưa tới một lưỡng tháp tam giác đáy chung là tam giác đều tâm A, hai đỉnh là hai cặp e tạo rahai liên kết trục. 56

57. n = 6: AX6. với sự phân bố 6 cặp e trên mặt cầu vỏ hoá trị. Khi kẻ các đường nối các nguyên tử Xvới nhau ta có hình bát diện.Ví dụ minh hoạ: phân tử SF 6. Sáu cặp e của phân tử này được phân bố trênvỏ hoá trị của nguyên tử A ở sáu đỉnh của một hình bát diện đều. Trong trường hợp này không có sựphân biệt giữa liên kết ngang với liên kết trục về độ dài. Ví dụ minh hoạ của trường hợp này là phân tửSF 6. Trong phân tử này, góc giữa hai trục liên kết cạnh nhau bằng 90o. b) Mô hình sự đẩy giữa các cặp

e liên kết và không liên kết: AXnEm n + m ≤ 6 Nguyên tử trung tâm A vừa có n cặp e liên kết, vừa cóm cặp e không liên kết (kí hiệu là E). Do không có sự tương đương giữa cặp e liên kết với cặp e khôngliên kết, hai trường hợp AXn với AXnEm có cùng số cặp e nhưng hình dạng hai phân tử đó không hoàntoàn giống nhau. Xét một số trường hợp thường gặp: 1) (n + m) ≤ 4 * AX2E: Ba nguyên tử A, X, Xkhông còn nằm trên cùng đường thẳng như trong trường hợp AX 2. Lúc này phân tử có dạng gấp khúc.Ví dụ: SnCl2, góc ClSnCl ≈ 120o. Có thể dùng phân tử SO2 làm thí dụ với sự đẩy của hai cặp electronliên kết S = O với 1 cặp electron không liên kết của nguyên tử S. * AX3E: Nguyên tử trung tâm A cótổng cộng 4 cặp e nhưng phân tử không có dạng tứ diện đều như AX4 mà có hình tam giác. Ví dụ điểnhình là NH3, góc HNH ≈ 107o. * AX2E2: Nguyên tử trung tâm A cũng có 4 cặp e nhưng do có 2 cặp ekhông liên kết nên hình dạng phân tử khác với AX4 hay AX3E. Phân tử này có góc gần với góc tứ diện.Ví dụ: H 2O có góc HOH ≈ 104o. Bài tập: Dùng mô hình VSEPR hãy dự đoán hình dạng phân tửAXE3. 2) (n + m) = 5 (nguyên tử trung tâm A có 5 cặp e). Nếu AX5 thì phân tử có hình lưỡng tháp tamgiác. Song sự có mặt của cặp e không liên kết sẽ làm biến dạng hình đó. *AX4E: Sự phân bố E và 4 cặpe liên kết được mô tả như hình trên. Kết quả phân tử có hình cái bập bênh. Ví dụ: phân tử SF4.*AX3E2: Ba cặp e liên kết tạo 3 liên kết A-X; sự đẩy tương hỗ giữa 3 cặp e này với nhau và với 2 cặp ekhông liên kết (E), kết quả tạo ra phân tử hình chữ T. Ví dụ: ClF3, HClO2. 3) (n + m) = 6 (nguyên tửtrung tâm A có 6 cặp e). * AX5E: Bốn trong năm cặp e liên kết được phân bố trong mặt phẳng; 1 cặp eliên kết còn lại được phân bố trong trục gần vuông góc với mặt phẳng trên. Do đó 5 cặp e liên kết (hayphần AX 5) tạo ra hình tháp vuông. Trong cấu tạo này, liên kết ngang và liên kết trục không tươngđương hình học. Chẳng hạn trong BF5, liên kết trục có độ dài 169 pm còn liên kết ngang có độ dài tới177 pm. * AX4E2: Theo mô hình VSEPR, 2 cặp e không liên kết (E) được phân bố trans so với 4 cặp eliên kết; mà 4 cặp e liên kết này được phân bố trong mặt phẳng tạo ra hình vuông phẳng. Ví dụ: phân tửXeF4. Việc áp dụng mô hình VSEPR giải thích được hình dạng của các hợp chất có liên kết bội (C2H2,C2H4,...); độ âm điện của các nguyên tử là phối tử cũng có ảnh hưởng đến hình dạng phân tử. Hìnhdạng phân tử cũng gắn liền với tính chất hoá học của phân tử. Nhược điểm: khó khăn không thể vượt làcác halogenua kim loại kiềm thổ dạng MX 2 chỉ có cấu hình thẳng đối với hợp chất của Be còn đối vớihợp chất của Ba đều có cấu tạo gấp khúc. Nguyên nhân là do ảnh hưởng của các obitan khác trongnguyên tử Bari. V. Thuyết liên kết hoá trị (VB): 57

58. 1. Những luận điểm chính của thuyết liên kết hoá trị a) Liên kết hoá học được tạo nên bởi cặpelectron có spin ngược chiều nhau của hai nguyên tử. Trong đó có sự che phủ giữa những obitan của hainguyên tử tạo nên một vùng có mật độ điện tích cao dẫn đến việc giảm thế năng của hệ, nghĩa là liên kếtđược hình thành. b) Liên kết được hình thành theo phương trong không gian mà khả năng che phủ giữacác obitan nguyên tử là cực đại (thường gọi gọn là nguyên lí che phủ cực đại). c) Hai obitan nguyên tửche phủ nhau càng nhiều, liên kết được tạo nên càng bền. + Theo quan niệm của thuyết VB, liên kết hoáhọc giữa 2 nguyên tử hình thành được là do sự xen phủ 2 AO hoá trị, mỗi AO có 1 e độc thân. Có thểhình dung rõ hơn khi xét một số giai đoạn trong sự hình thành phân tử H 2 từ 2 nguyên tử H. Mức độxen phủ 2 AO hay 2 đám mây e của 2 nguyên tử tham gia liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết.Liên kết hoá học được tạo ra càng bền nếu sự xen phủ 2 AO càng mạnh. + Liên kết hoá học giữa 2nguyên tử sẽ được phân bố theo phương nào mà ở đó có sự xen phủ lớn nhất (cực đại) của 2 AO thamgia liên kết (2 mây electron của 2 AO tham gia liên kết). Sự định hướng hoá trị của nguyên tử tham gialiên kết thể hiện ở sự có trị số xác định của góc liên kết (góc hoá trị) trong phân tử nhiều nguyên tử. Đểxác định được số liên kết CHT ta cần xét đến phân bố electron trên các ô lượng tử ở trạng thái cơ bản vàkích thích. Để giải quyết vấn đề hình dạng phân tử cần dùng đến hình dạng obitan nguyên bản củanguyên tử hay các obitan lai hoá của nó. a) Một số áp dụng Góc liên kết (góc hoá trị) là một trong số cáctính chất phân tử được thực nghiệm phát hiện. Dựa vào thuyết hoá trị định hướng (VB), ta có thể giảithích được kết quả đó. - Phân tử H2S + Thực nghiệm cho biết, trong H2S có góc HSH ≈ 92o. + Ta biếtS có cấu hình e là [Ne] 3s 2 3p4. Như vậy S có 6e hoá trị phân bố trong 4 AO: 4p x, 4py và 4pz. H cómột electron duy nhất trên obitan 1s 1. Theo thuyết VB, 2e độc thân của S đã tạo 2 liên kết S-H với 2ecủa 2 nguyên tử H. 2 AO có 2 e độc thân này (chẳng hạn đó là AO3px, AO-3py) có trục vuông góc vớinhau, tức là góc giữa hai trục của 2 AO đó là 90o. Vì AOs có đối xứng cầu nên vùng có sự xen phủ của1 AO-s với 1 AO-3p sẽ phân bố trên trục của AO-3p tương ứng. Điều này có nghĩa là thông thường góccủa phân tử H 2S, tức HSH bằng 90o. Tuy nhiên hai vùng có mật độ e cao ở cạnh nhau sẽ có sự đẩynhau. Sự đẩy này làm cho góc HSH mở rộng ra. Kết quả là góc đó bằng 92o như kết quả thực nghiệm. +Cùng ở phân nhóm chính thứ 6 với S còn có Se, Te đều tạo hợp chất với H 2 có góc tương tự như trên,cụ thể là H2Se có góc HSeH ≈ 91o, H2Te có góc HTeH ≈ 90o. - H2O Thực nghiệm thu được góc HOH≈ 104,5o + O ở cùng nhóm chính thứ 6 với S. Các e hoá trị và các AO tương ứng: Rõ ràng ở đây không

thể cho rằng O dùng 2 AO-p nguyên chất để xen phủ với 2 AO-1s của 2 H như trong H2S được. Muốncó sự che phủ cực đại giữa các obitan 1s của H và 2p y, 2pz của O thì các nguyên tử H phải tiến lạinguyên tử O theo phương của trục y và trục z. Như vậy thì góc hoá trị HOH phải là 90o. Góc thựcnghiệm thu được 104,5o lớn hơn góc lý thuyết 90o rất nhiều. + Theo số liệu ở trên, góc tứ diện là 109o29’ rất gần với trị số 104,5o. Do đó người ta giả định rằng O trong H2O ở trạng thái lai hoá sp 3.Trong 4 AO-sp3 có 2 AO mà mỗi AO có 2e (1 cặp) được gọi là cặp e không liên kết của O, 2 AO-sp 3còn lại thì mỗi AO chỉ có 1e. Theo thuyết VB, để tạo 2 liên kết O-H cần có sự xen phủ 2 AO-1s của Hvới 2 AO-sp 3 mà mỗi AO mới có 1e. Vậy thì góc liên kết (góc hoá trị) HOH phải đúng bằng góc tứdiện 109 o29’. Người ta cho cho rằng 2 AO-sp3 có 2 cặp e không liên kết tạo ra 2 vùng có mật độ e cao,sẽ 58

59. đẩy nhau. Sự đẩy này làm hẹp góc tạo bởi 2 trục của 2 AO-sp3 còn lại, kết quả ta quan sát được gócđó là 104,5o. Như vậy mặc dù còn rất định tính, thuyết hoá trị định hướng đã giải thích được kết quảthực nghiệm về góc liên kết của H 2O.Theo thuyết liên kết hoá trị, liên kết cộng hoá trị được hình dunglà sự ghép đôi electron của hai nguyên tử liên kết và liên kết sẽ nằm theo phương mà các obitan nguyêntử che phủ nhau nhiều nhất. Vậy có thể xác định phương của liên kết dựa vào chỉ tiêu che phủ cực đạigiữa các obitan nguyên tử, nghĩa là theo giá trị cực đại của các obitan nguyên tử. Xác định được phươngcủa liên kết là có thể xác định được hình dạng của phân tử. Đây là một trong những thành tựu lớn nhấtcủa cơ học lượng tử áp dụng vào lý thuyết về cấu tạo phân tử. b) Lập luận tương tự như trên có thể giảithích hình dạng của các phân tử XH3: NH3 PH3 AsH3 SbH3 <HXH = 107o3’ 93o3’ 91o8’ 91o3’ Vậydựa vào sự che phủ cực đại giữa các obitan nguyên tử s và p, có thể giải thích được hình dạng của nhiềuphân tử nhưng cách giải thích đó hoàn toàn không thể áp dụng cho những hợp chất của các nguyên tố C,Si, B, Be, Hg... 2. Khái niệm lai hoá của thuyết liên kết hoá trị: Một trong các căn cứ để xây dựngthuyết VB là kết quả giải bài toán H 2 của Heitle -London. H2 là trường hợp đơn giản nhất vì nguyên tửH chỉ có AO hoá trị 1s. Để có được sự lí giải phù hợp thực nghiệm cho các phân tử phức tạp, bắt buộcphải mở rộng tới các AO hoá trị ns, np,... mà n ≥ 2. Thuyết lai hoá nhằm giải quyết vấn đề đó. Lai hoálà sự tổ hợp các AO hoá trị có số lượng tử l khác nhau của cùng một nguyên tử tạo ra các AO mới cócùng năng lượng. - Điều kiện để các AO hoá trị tham gia lai hoá được là phải có năng lượng gần nhau. -Số AO tham gia tổ hợp bằng tổng số các lai hoá thu được. - Các AO lai hoá là các AO suy biến, nghĩa làcác AO có năng lượng và kích thước hoàn toàn như nhau nhưng khác với nhau về sự định hướng(phương) ở trong không gian.. - Đặc điểm hình học của AO lai hoá là có một đầu (hay một phần) nởrộng còn đầu kia bị thu hẹp. - Sự định hướng các AO lai hoá trong không gian thể hiện sự phân bố mậtđộ electron trong không gian. Lai hoá là khái niệm thuần tuý toán học. Về nguyên tắc, các AO tham giatổ hợp là các nghiệm của phương trình Schrodinger, là hàm riêng của toán tử Hamilton của hệ H, vậytheo nguyên lý chồng chất trạng thái, tổ hợp tuyến tính của các hàm đó cũng là nghiệm của phương trìnhSchrodinger. Lai hoá có thể coi là một khái niệm giả định được dùng để giải thích các kết quả thựcnghiệm. Xét phân tử CH4 : Nguyên tử C có cấu hình electron ở trạng thái cơ bản 1s 2 2s2 2px1 2py1 vàở trạng thái kích thích 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1... Theo cách lập luận như trên, phân tử CH 4 có hìnhdạng như sau: Để che phủ cực đại giữa các obitan nguyên tử 1s của H với các obitan 2s và 2p của C thìba nguyên tử H tiến lại nguyên tử C theo phương của các trục x, y, z còn nguyên tử H thứ tư tiến lại chephủ với obitan 2s của C làm với ba liên kết C- H trên những góc như nhau và bằng 125o (vì chịu lực đẩynhư nhau của ba cặp electron liên kết đó). Nhưng trên thực tế phân tử CH4 là phân tử tứ diện đều, nghĩalà cả 4 liên kết C-H đều như nhau và làm với nhau những góc như nhau bằng 109o28’. Pauling cho rằngtrong phân tử CH4, một obitan 2s và 3 obitan 2p của C trộn lẫn với nhau, hay nói theo ngôn ngữ toánhọc, chúng tổ hợp với nhau tạo nên những tổ hợp mới tương đương nhau và được gọi là các obitan laihoá. Bốn obitan lai hoá mới, mỗi obitan mang 1/4 tính chất của obitan 2s và 3/4 tính chất của obitan 2pcủa nguyên tử C hướng về 4 đỉnh của 1 tứ diện đều. Đây là định hướng tốt nhất cho sự xen phủ với 4obitan 1s của 4 nguyên tử H để có thể tạo thành 4 liên kết C – H bền vững và tạo ra phân tử CH4 tứdiện. 3. Kiểu lai hoá và hình dạng của phân tử 59

60. Thực tế thường xét hợp chất của các nguyên tố chu kỳ 2. Các AO hoá trị của mỗi nguyên tử củanguyên tố chu kỳ 2 là 2s, 2px, 2py, 2pz. Ta sẽ xét các dạng lai hoá có các AO hoá trị này tham gia. b)Lai hoá sp - Lai hoá sp là lai hoá trong đó AO – 2s tổ hợp tuyến tính với 1 AO – 2p z (thường dùng AO– z) tạo ra 2 AO lai hoá sp. - Có thể hình dung quá trình lai hoá đó xảy ra như sau: 1AOs + 1AOp Laihoá sp: 1AO-s+1 AO-pZ = 2AO-sp 2AO-sp là: d1 = 1 2 (s+pZ) d2 = 1 2 (s-pZ) + AO – 2pz có đối xứngđối với trục z. AO - 2s có đối xứng cầu. Tổ hợp tuyến tính 2 AO đó tạo ra 2 AO mới cùng nằm trên trụcz; mỗi AO mới này có phần mở rộng, phần bị thu hẹp. Cả 2 AO lai hoá sp đều nằm trên cùng một đường

thẳng: trục z. Do đó người ta gọi lai hoá sp là lai hóa thẳng, kí hiệu là h i. Vậy ta có 2 AO lai hóa sp là hi1, hi2. Góc giữa 2 trục 2 AO - sp là 180o. - Biểu thức của 2 AO lai hoá sp là: hi1 = (2s + 2pz)/ 2 hi2 =(2s - 2pz)/ 2 - Lai hoá sp được dùng để giải thích liên kết hoá học trong phân tử BeH 2, C2H2 (ankin)…. Các phân tử đều có dạng thẳng. Lai hoá sp2: 1AO-s+2 AO-p = 3AO-sp2 3AO-sp2 là: t1 = t2 = t3 =1 3 1 6 1 6 (s+ 2 px) ( 2 s-px+ 3 py) ( 2 s-px- 3 py) c) Lai hoá sp2 - Lai hoá sp2 là lai hoá trong đó AO- 2s tổ hợp tuyến tính với 2 AO - 2p (thường chọn là AO – 2pz, AO – 2py) tạo ra 3 AO mới có cùngnăng lượng. Tương tự như AO lai hoá sp, AOsp2 cũng bị biến dạng so với AO cơ bản, có phần mở rộngvà phần bị thu hẹp. - Hình dung quá trình lai hoá và sự định hướng các AO trong không gian được mô tảnhư sau: 60

61. Ba AO-sp2 cùng nằm trong một mặt phẳng, góc tạo bởi hai trục của hai AO cạnh nhau là 120o. Dođó lai hoá sp2 được gọi là lai hóa tam giác. Kí hiệu AO-sp2 là t, kèm theo số thứ tự: t1, t2, t3. Lai hoásp3: 1AO-s+3 AO-p = 4AO-sp3 4AO-sp3 là: s = 1 (s+px+py+pZ) 2 1 te2 = (s + px - py - pZ) 2 1 te3 =(s - px+ py - pZ) 2 1 te4 = (s - px - py + pZ) 2 3 px = cos θ cos ϕ ; 4π te1 = 1 ; 4π 3 py = cos θ sin ϕ ;pZ = 4π 3 cos θ 4π - Lai hoá sp2 được áp dụng để giải thích liên kết hoá học trong các anken C nH2n(n≥2), benzen, ... Các phân tử có góc liên kết bằng 120o. d) Lai hoá sp3 - Lai hoá trong đó AO - 2s tổhợp tuyến tính với 3 AO - 2p tạo ra 4 AO mới có cùng năng lượng được gọi là lai hoá sp3. - Có thể hìnhdung quá trình lai hoá sp3 như sau: - Hình dạng của mỗi AO lai hoá sp3 cũng tương tự như hình dạngAO lai hoá sp, sp2 vừa xét. 4 AO-sp3 hướng ra 4 đỉnh của tứ diện đều mà tâm của tứ diện là nguyên tử(chính xác là hạt nhân nguyên tử) có các AO lai hoá. Do đó lai hoá sp 3 được gọi là lai hóa tứ diện. AO-sp 3 được kí hiệu là te. Vậy ta có 4 AO-sp3 là te1, te2, te3, te4. - Lai hoá sp3 được áp dụng để giải thíchliên kết hoá học trong các ankan C nH2n+2 (n≥1), điển hình là trong CH4. Ngoài ra nó cũng được ápdụng trong các trường hợp khác nhau ở H2O, NH4+,... các phân tử có góc liên kết gần bằng 109o28’Ngoài ra còn có các kiểu lai hoá sp3d2 hay sp2d … với sự tham gia của các obitan d. Sử dụng quan niệmlai hoá có thể giải thích về hình dạng các phân tử khá đúng. Kiểu lai Góc giữa các obitan lai hoá hoá sp180o sp2 120o 3 sp 109o28’ dsp2 90o 3 2 sp d 90o Dạng phân tử Ví dụ Đường thẳng Tam giác đều Tứdiện đều Hình vuông Bát diện đều BeH2, BeCl2, ZnCl2, CO2 BF3, NO3-, CO32CH4, CCl4, NH4+,ClO4-, SO42-, PO43PtCl4, CuCl42-, Ni(CN)42SF6, AlF63-, SiF62- 61

62. Kiểu lai hoá các obitan của nguyên tử cho thấy số obitan lai hoá được tạo nên đồng thời là số phối trítối đa của nguyên tử đó. Bảng dưới đây hệ thống lại khả năng lai hoá các obitan của nguyên tử cácnguyên tố và số phối trí tối đa mà nguyên tử có: Nguyên tố chu kỳ Kiểu lai hoá và số phối trí (viết trongdấu ngoặc) II sp(2), sp2(3), sp3(4) III sp3(4), dsp3(5), d2sp3(6), sp3d2(6) IV sp3(4), dsp3(5), d2sp3(6),sp3d2(6) V và VI d2sp3(6), d2sp3(7) Dựa vào bảng đó, có thể hiểu được công thức các dãy hợp chất vàanion sau đây của cac nguyên tố thuộc cùng nhóm trong bảng tuần hoàn: Nhóm IVA CH4 SiF62-GeF62- SnF84- PbF84CO32- SiO44- GeO44- SnO68- PbO68Nhóm VIA H2SO4 H6TeO6 Nhóm VIIAHClO4 H5IO6 Tuy nhiên, để giải thích hình dạng của phân tử, ngoài sự lai hoá, cần vận dụng thêm mộtsố giả thiết khác nữa. Ví dụ như đối với những phân tử sau đây, các nguyên tử trung tâm đều ở cùng mộtkiểu lai hoá sp3 của các obitan, sự biến đổi của góc hoá trị được giải thích như sau: Góc hoá trị giảmxuống vì vai trò của s trong sự lai hoá sp3 giảm xuống Góc liên H2O (105o) kết trong NH3 (107o) cácphân tử CH4 (108o28’) H2S (92o) PH3 (94o) H2Se (91o) AsH3 (92o) H2Te (90o) SbH3 (90o) B. Cấutạo các phân tử đơn giản 1. Phân tử O2 Nguyên tử O có cấu hình electron: 2s2 2p4 Hai nguyên tử O liênkết với nhau bằng hai cặp electron chung: Công thức cấu tạo phân tử với liên kết cặp giữa hai nguyên tửO phù hợp năng lượng của liên kết là 494 kJ/mol và độ dài của liên kết là 1,21A và giải thích được hầuhết tính chất của oxi trừ từ tính. Oxi ở trạng thái khí, lỏng hay rắn đều có tính thuận từ. Từ tính đo đượccho thấy sự có mặt của hai electron độc thân trong phân tử O 2. Bởi vậy để giải thích tính chất đó ngườita buộc phải giả thiết thêm rằng liên kết cộng hoá trị cũng có thể được tạo nên nhờ 3 electron gọi là liênkết ba electron, nghĩa là phân tử O2 có cấu tạo: Trong đó ngoài liên kết cộng hoá trị bình thường đượctạo nên bằng cặp electron (vạch liền) còn có hai liên kết được tạo nên nhờ ba electron (vạch rời). Liênkết ba electron còn được gọi là liên kết một electron vì thực tế trong ba electron chỉ có một electronđược dùng chung giữa hai nguyên tử: Tuy nhiên số liên kết giữa hai nguyên tử O cũng chỉ là hai.(Thuyết obitan phân tử giải thích một cách đơn giản tính thuận từ của O2 bằng sự tồn tại của hai electronđộc thân ở trên hai obitan phân tử phản liên kết) 2. Phân tử N2 Nguyên tử N có cấu hình electron 1s22s2 2p3 Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng ba cặp electron chung: 62

63. Hai obitan 2px của hai nguyên tử N che phủ nhau tạo thành liên kết σ. Cặp obitan 2py và cặp obitan2pz của hai nguyên tử N che phủ nhau, theo từng cặp một, tạo thành hai liên kết π. Như vậy, liên kết

trong phân tử là liên kết ba. Liên kết ba này có năng lượng rất lớn (942 kJ/mol) nên phân tử N2 rất bền.Nitơ khó tham gia phản ứng ở nhiệt độ thường. 3. Phân tử NO Trước đây người ta cho rằng phân tử NOcó cấu tạo: Nghĩa là trong phân tử có liên kết đôi. Nhưng thực nghiệm cho thấy rằng phân tử này cómômen lưỡng cực rất bé (µ = 0,15D) và độ dài của liên kết N-O là 1,44A, nghĩa là trung gian giữa độdài liên kết đôi trong ion NO (1,18A) và của liên kết ba trong ion NO+ (1,06A). Vậy bậc của liên kếttrong NO không thể bằng 2 mà bằng 2,5, nghĩa là phân tử có cấu tạo: Trong đó ngoài hai liên kết cộnghoá trị bình thường (được tạo nên nhờ cặp electron chung) còn có một liên kết ba electron nữa (ion NO+ có mặt trong các hợp chất NOCl, NOClO 4, ion NO- có mặt trong NaNO). 4. Phân tử CO Trước đâyngười ta cho rằng phân tử CO có cấu tạo: nghĩa là trong phân tử có liên kết đôi. Nhưng thực nghiệm chothấy rằng phân tử có mômen lưỡng cực rất bé (µ = 0,1118D), một phân tử gần như không có cực, vànăng lượng của liên kết rất lớn (1070 kJ/mol), lớn hơn cả năng lượng của liên kết ba trong N2. Bởi vậy,ngày nay người ta cho rằng nguyên nhân làm giảm mạnh độ phân cực của CO là nguyên tử O đã đưa ramột cặp electron của mình để dùng chung với nguyên tử C, nghĩa là tạo thành một liên kết cho - nhậnngoài hai liên kết cộng hoá trị bình thường: 63

64. Như vậy, liên kết C-O là liên kết ba. Thật vậy, liên kết này có năng lượng rất lớn so với các liên kếthoá học. Qua cấu tạo của các phân tử đã xét trên đây, ta thấy đối với phân tử chỉ có hai nguyên tử, hìnhdạng của phân tử luôn luôn là đường thẳng nối liền hai hạt nhân nguyên tử. Nhưng đối với những phântử gồm ba nguyên tử hay hơn nữa, để giải thích hình dạng của chúng, cần vận dụng sự lai hoá các obitancủa nguyên tử trung tâm. 5. Than chì Như đã biết, tinh thể than chì có cấu tạo lớp. Các lớp liên kết vớinhau bằng lực Van de Van, lực này rất yếu hơn lực của liên kết hoá học cho nên các lớp dễ tách rời nhauvà than chì mềm trong khi kim cương là chất cứng nhất. Trong lớp than chì, mỗi nguyên tử C ở trạngthái lai hoá sp 2 liên kết cộng hoá trị với ba nguyên tử C bao quanh cùng nằm trong một mặt phẳng tạothành vòng 6 cạnh. Những vòng này liên kết với nhau tạo thành một lớp vô tận. Sau khi tạo thành nhữngliên kết như vậy, mỗi nguyên tử C còn có một electron độc thân trên obitan 2p có trục vuông góc vớimặt phẳng của lớp. Những obitan không lai hoá đó che phủ nhau tạo nên liên kết π với một trong banguyên tử C bao quanh: Độ dài của liên kết C-C trong các lớp là 1,415A, hơi lớn hơn độ dài của liên kếtC-C trong vòng benzen (1,39A) có độ bội là 1,5, nghĩa là độ bội của liên kết C-C trong lớp than chì ~1,33. Nhưng khác với benzen, liên kết π ở trong lớp tinh thể than chì là không định chỗ trong toàn lớp.Bởi vậy khác hẳn với kim cương, than chì có màu xám, có ánh kim, dẫn điện và dẫn nhiệt. 6. Phân tửO3 Phân tử O3 có dạng đường gãy với góc <OOO là 117o: Nguyên tử O trung tâm (nguyên tử O ở giữa)ở trạng thái lai hoá sp2: Một obitan lai hoá có một electron độc thân còn hai obitan lai hoá nữa, mỗi mộtcó một cặp electron: 64

65. Một obitan lai hoá có một cặp electron che phủ với một obitan 2p của nguyên tử O (ở bên trái củahình vẽ) tạo thành liên kết cho nhận, một obitan lai hoá khác có electron độc thân che phủ với obitan 2pcủa nguyên tử O khác (ở bên phải của hình vẽ) có electron độc thân tạo thành liên kết cộng hoá trị σ: hayMột obitan 2p còn lại không lai hoá của nguyên tử O trung tâm có electron độc thân che phủ với obitan2p khác của nguyên tử O (bên phải) cũng có electron độc thân tạo thành liên kết π: (để đơn giản, tronghình không biểu diễn sự che phủ của các obitan tạo thành liên kết π) Vậy công thức cấu tạo của phân tửO3 là: Ngày nay để đơn giản, người ta hay dùng một công thức linh hoạt hơn, trong đó liên kết π đượcchia đôi cho cả hai liên kết (ở hai bên), nghĩa là một liên kết π không định chỗ được kí hiệu bằng vạchrời: 7. Phân tử SO2 Phân tử SO2 có dạng đường gãy giống như O3 với góc <OSO là 120o: 65

66. Nếu một cách gần đúng người ta thừa nhận rằng trong phân tử SO 2 chỉ những obitan 3s và 3p của Stham gia tạo thành liên kết thì cách mô tả sự tạo thành các liên kết sẽ tương tự như đối với phân tử O3,nghĩa là phân tử SO2 có công thức cấu tạo: hay công thức linh hoạt hơn với một liên kết π không địnhchỗ: Độ bội của liên kết S-O là 1,5 Nhưng việc rút ngắn mạnh độ dài của liên kết S-O (1,43A) trong SO2 so với độ dài của liên kết đơn (1,55A) nói lên rằng liên kết đó là liên kết đôi và phân tử SO2 có cấutạo: Để có hoá trị bốn, nguyên tử S phải ở trạng thái lai hoá sp 2 và có cấu hình electron ở trạng tháikích thích, nghĩa là một electron 3p chuyển sang obitan 3d: Một obitan lai hoá có một cặp electron tự dovà mỗi một obitan lai hoá còn lại có một electron độc thân che phủ với obitan 2p của hai nguyên tử Ocũng có electron độc thân tạo thành liên kết σ: Obitan 3p không lai hoá của S có electron độc thân chephủ với obitan 2p khác của nguyên tử O (giả sử ở bên trái của hình vẽ) có electron độc thân tạo thànhmột liên kết π và một obitan 3d không lai hoá của S có electron độc thân che phủ với obitan 2p khác củaO (giả sử ở bên phải hình vẽ) có electron độc thân tạo thành một liên kết π nữa. 8. Phân tử NO2 Phân tửNO2 có dạng gấp khúc gần giống như O3 và SO2 66

67. Sự tạo thành các liên kết trong phân tử được mô tả tương tự như đối với phân tử O3 và SO2, nghĩalà NO2 có công thức cấu tạo: hay công thức với liên kết π không định chỗ 9. Phân tử SO3 Phân tử SO3có dạng hình tam giác đều, nguyên tử S nằm ở trọng tâm của tam giác và ba nguyên tử O nằm ở đỉnh:Nếu một cách gần đúng người ta thừa nhận rằng trong phân tử SO 3 chỉ những obitan 3s và 3p của Stham gia tạo thành liên kết thì cách mô tả sự tạo thành liên kết gần tương tự như đối với phân tử O3. haymột công thức liên kết π không định chỗ: Độ bội của liên kết S-O là 1,33 và S có hoá trị 4. 67

68. Nhưng việc rút ngắn độ dài của liên kết S-O (1,43A) trong SO 3 cũng giống như trong SO2 là liênkết đôi và phân tử SO3 có cấu tạo: Để có hoá trị sáu, nguyên tử S phải ở trạng thái lai hoá sp 2 và có cấuhình electron ở trạng thái kích thích, nghĩa là một electron 3s và một electron 3p chuyển sang các obitan3d: Ba obitan lai hoá của S, mỗi obitan có một electron độc thân che phủ với obitan 2p electron độc thâncủa ba nguyên tử O tạo thành ba liên kết cộng hoá trị. Ngoài ra một obitan 3p và hai obitan 3d không laihoá của S, mỗi một có một electron độc thân che phủ với obitan 2p còn lại có electron độc thân của banguyên tử O tạo thành ba liên kết π. Như vậy trong phân tử SO3, nguyên tử S có hoá trị sáu. 10. Phântử NH3 Phân tử NH3 có dạng hình chóp tam giác, nguyên tử N ở đỉnh và ba nguyên tử H ở đỉnh của tamgiác đểu: Trong phân tử NH3, nguyên tử N ở trạng thái lai hoá sp3: Một obitan lai hoá có cặp electronkhông liên kết, còn ba obitan lai hoá khác, mỗi obitan có một electron độc thân che phủ với obitan 1s cóelectron độc thân của ba nguyên tử H tạo thành ba liên kết cộng hoá trị: Vậy phân tử NH3 có công thứccấu tạo: 68

69. 11. Ion NH4+ Ion NH4+ có dạng hình tứ diện đều, nguyên tử N nằm ở trung tâm và bốn nguyên tửH nằm ở đỉnh của tứ diện: Trong ion NH4+, sự tạo thành ba liên kết cộng hoá trị bởi ba cặp electronchung giữa N và H xảy ra tương tự như trong phân tử NH 3. Chỗ khác ở đây là obitan lai hoá có cặpelectron che phủ với obitan 1s trống electron của H + tạo thành liên kết cho nhận. Tuy nhiên cả bốn liênkết N - H đều giống nhau vì đều là liên kết cộng hoá trị tạo nên bởi cặp electron: 12. Phân tử H2S Phântử H2S có dạng gấp khúc giống các phân tử O3, SO2: Trong phân tử H2S, nguyên tử S ở trạng thái laihoá sp3. Hai obitan lai hoá, mỗi obitan có một cặp electron không liên kết còn hai obitan lai hoá còn lại,mỗi một có một electron độc thân che phủ với obitan 1s có electron độc thân của hai nguyên tử H tạothành hai liên kết cộng hoá trị : 13. Phân tử CO2 Phân tử CO2 có dạng đường thẳng, nguyên tử C ở giữahai nguyên tử O: trong phân tử CO2, nguyên tử C ở trạng thái lai hoá sp và có cấu hình electron ở trạngthái kích thích: 69

70. Hai obitan lai hoá sp, mỗi một có một electron độc thân, che phủ với obitan 2p có electron độc thâncủa hai nguyên tử O ở hai nêm tạo thành hai liên kết cộng hoá trị: Hai obitan không lai hóa của C, mỗimột có electron độc thân che phủ với obitan 2p khác có electron độc thân của hai nguyên tử O tạo thànhliên kết π: và phân tử có công thức cấu tạo: trong đó C có hoá trị 4. C- BÀI TẬP ÁP DỤNG I- BÀI TẬPCÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1: 1. So sánh, có giải thích. a. Độ lớn góc liên kết của các phân tử: • CH4;NH3; H2O. • H2O; H2S. b. Nhiệt độ nóng chảy của các chất : NaCl; KCl; MgO c. Nhiệt độ sôi của cácchất : C2H5Cl; C2H5OH; CH3COOH 2. Đối với các phân tử có công thức tổng quát AXn (n ≥ 2 ), làmthế nào để xác định phân tử đó phân cực hay không phân cực ? 3.Hãy giải thích tại sao PbI2 ( chất rắnmàu vàng) tan dễ dàng trong nước nóng, và khi để nguội lại kết tủa dưới dạng kim tuyến óng ánh ? Câu2 : Xét các phân tử BF3, NF3 và IF3. Trả lời các câu hỏi sau : 1. Viết công thức chấm electron Lewiscủa các chất trên 2. Dựa vào thuyết lai hóa obitan nguyên tử hãy cho biết tr ạng th ái lai hóa của nguyêntử trung tâm và dạng hình học của mỗi phân tử 3. Xác định xem phân tử nào là phân cực và không phâncực. Giải thích kết quả đã chọn Câu 3:Cho hai nguyên tử A và B có tổng số hạt là 65 trong đó hiệu sốhạt mang điện và không mang điện là 19. Tổng số hạt mang điện của B nhiều hơn của A là 26. a) Xácđịnh A, B; viết cấu hình electron của A, B và cho biết bộ 4 số lượng tử ứng với electron sau cùng trongnguyên tử A, B. b) Xác định vị trí của A, B trong HTTH. c) Viết công thức Lewis của phân tử AB2, chobiết dạng hình học của phân tử, trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm? d) Hãy giải thích tại saophân tử AB2 có khuynh hướng polime hoá? CÂU 4 1. Viết công thức cấu tạo Lewis, nêu trạng thái laihóa và vẽ dạng hình học của các phân tử sau: (a) B2H6 (b) XeO3 (c) Al2Cl6 70

71. Giải thích vì sao có Al2Cl6 mà không có phân tử B2F6? 2. Trình bày cấu tạo của các ion sau: O + ,O 2 − theo thuyết MO (cấu hình electron, công 2 2 thức cấu tạo). Nhận xét về từ tính của mỗi ion trên.3. So sánh và giải thích ngắn gọn độ phân cực (momen lưỡng cực) của các chất sau: NH3, NF3, BF3. 4.Hòa tan 2,00 gam muối CrCl3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3 và lọc nhanhkết tủa AgCl cân được 2,1525 gam. Cho biết muối crom nói trên tồn tại dưới dạng phức chất. 4.1. Hãyxác định công thức của phức chất đó. 4.2. Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và

nêu từ tính của phức chất trên. CÂU 5: Cho biết trạng thái lai hoá của ngtử trung tâm và dạng hình họccủa các phân tử sau : H2O , H2S , H2Se , H2Te . - Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần độ lớn góc liên kếtvà giải thích sự sắp xếp đó. - Tại sao ở điều kiện thường H2O ở thể lỏng,còn H2S , H2Se , H2Te ở thểkhí? - Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính khử của các chất trên.Giải thích. Câu 6 1. X, Y là hai phikim. Trong nguyên tử X, Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện lần lượt là 14 và 16.Hợp chất A có công thức XYn, có đặc điểm: - X chiếm 15,0486% về khối lượng - Tổng số proton là 100- Tổng số nơtron là 106 a. Xác định số khối và tên nguyên tố X, Y. Cho biết bộ bốn số lượng tử của ecuối cùng trên X, Y b. Biết X, Y tạo với nhau hai hợp chất là A, B. Viết cấu trúc hình học và cho biếttrạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm của A, B. c. Viết các phương trình phản ứng giữa A với P2O5và với H2O Viết các phương trình phản ứng giữa B với O2 và với H2O 2. Cho biết trị số năng lượng ionhoá thứ nhất I1(eV) của các nguyên tố thuộc chu kỳ II như sau: Chu kỳ II Li I1 (eV) 5,39 Be 9,30 B8,29 C 11,2 6 N 14,54 O 13,6 1 F 17,41 Ne 21,55 Nhận xét sự biến thiên năng lượng ion hoá thứ nhấtcủa các nguyên tố trên. Giải thích. Câu 7 Nguyên tử C có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử: n =3, l = 1, m = 0, ms = -1/2 Hai nguyên tố A, B với ZA < ZB < ZC ( Z là điện tích hạt nhân ). Biết rằng: -tích số ZA. ZB. ZC = 952 -tỉ số ( ZA + ZC ) / ZB = 3. 1. Viết cấu hình electron của C, xác định vị trícủa C trong bảng Hệ thống tuần hoàn, từ đó suy ra nguyên tố C? 2. Tính ZA, ZB. Suy ra nguyên tố A,B? 3. Hợp chất X tạo bởi 3 nguyên tố A, B, C có công thức ABC. Viết công thức cấu tạo của X. Ở trạngthái lỏng, X có tính dẫn điện.Vậy X được hình thành bằng các liên kết hóa học gì? Câu 8 71

72. 1) Cho X, Y là 2 phi kim trong nguyên tử X và Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mangđiện lần lượt là 14 và 16. biết trong hợp chất XYn . X chiếm 15,0486 % về khốI lựơng . Tổng số protonlà 100 . Tổng số nơtron là 106 a. Xác định số khối và tên X, Y b. Xác định CTCT XYn và cho biết kiểulai hóa của nguyên tố X dạng hình học của XYn. c. Viết phương trình phản ứng giữa XYn với P2O5 vàvới H2O 2) a. Tại sao SiO2 là một chất rắn ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 1973K trong khi đó CO2 lại làchất khí ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 217K b. Chất dicloetilen (C2H2Cl2) có ba đồng phân ký hiệuX,Y,Z - Chất X không phân cực còn chất Z phân cực - Chất X và chất Z kết hợp với Hidro cho cùng sảnphẩm X (họăc Z) + H2 Cl - CH2 - CH2 – Cl . Viết công thức cấu tạo X, Y, Z . Chất Y có momenlưỡng cực không ? Câu 9: 1. Silic có cấu trúc tinh thể giống kim cương với thông số mạng a = 0,534nm.Tính bán kính nguyên tử cộng hóa trị của Silic và khối lượng riêng (g.cm -3) của nó. Cho biết MSi=28,086 g.mol-1. Kim cương có cấu trúc lập phương tâm diện, ngòai ra còn có 4 nguyên tử nằm ở 4 hốctứ diện của ô mạng cơ sở. 2. Có các phân tử XH3 2.1. Hãy cho biết cấu hình hình học của các phân tửPH3 và AsH3. 2.2. So sánh góc liên kết HXH giữa hai phân tử trên và giải thích. 2.3. Những phân tửnào sau đây có moment lưỡng cực lớn hơn 0 ? BF 3, NH3, SiF4, SiHCl3, SF2, O3. Cho biết Zp = 15,ZAs = 33, ZO = 16, ZF = 9, ZCl = 17, ZB = 5, ZN = 7, ZSi = 14, ZS = 16. Câu 10 Cho bộ bốn sốlượng tử của electron chót cùng trên nguyên tử của các nguyên tố A, X, Z như sau: A: n = 3, l = 1, m =- 1, s = -1/2 X: n = 2, l = 1, m = - 1, s = -1/2 Z: n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2 1 Xác định A, X, Z. 2 Chobiết trạng thái lai hoá và cấu trúc hình học của các phân tử và ion sau: ZA 2, AX2, AX32-, AX42-. 3Bằng thuyết lai hoá giải thích sự tạo thành phân tử ZX. Giải thích vì sao ZX có moment lưỡng cực bé.Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử phức trung hoà Fe(CO) 5 bằng thuyết VB. 4 Giải thích vìsao AX32- lại có khả năng hoà tan A tạo thành A2X32-. CÂU 11 (1) Cho biết sự biến đổi trạng thái laihoá của nguyên tử Al trong phản ứng sau và cấu tạo hình học của AlCl3, AlCl Θ. 4 Θ AlCl3 + Cl →AlCl Θ 4 (2) Biểu diễn sự hình thành liên kết phối trí trong các trường hợp sau: (o): Sản phẩm tương tácgiữa NH3 và BF3. (b): Sản phẩm tương tác giữa AgCl với dung dịch NH3. (3): Giải thích sự khác nhauvề góc liên kết trong từng cặp phân tử sau: (a) S O và Cl 103o Cl Cl 111o Cl 72

73. (b) O F 103 15’ F o Câu 12 1. 2. 3. và O Cl 111o Cl Cấu hình electron ngoài cùng của nguyên tố Xlà 5p 5. Tỷ số nơtron và điện tích hạt nhân bằng 1,3962. Số nơtron của X bằng 3,7 lần số nơtron củanguyên tử thuộc nguyên tố Y. Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X thì thu được 18,26 gam sảnphẩm có công thức là XY. Hãy xác định điện tích hạt nhân Z của X và Y và viết cấu hình electron của Ytìm được. Hãy cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học của hợp chất XCl3. Bán kính nguyên tửCobalt là 1,25Å. Tính thể tích của ô đơn vị của tinh thể Co nếu trong 1 trật tự gần xem Co kết tinh dạnglập phương tâm mặt. Câu 13 A, B là 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàntrong đó B có tổng số lượng tử ( n + l ) lớn hơn tổng số lượng tử ( n + l ) của A là 1. Tổng số đại số củabộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng của cation A a + là 3,5. a)Xác định bộ 4 số lượng tử của electroncuối cùng trên A, B. b)Viết cấu hình electron và xác định tên của A, B. Câu 14: 1) Cho các chất sau đây:CO2 , SO2 , C2H5OH, CH3COOH, HI Hãy cho biết chất nào có nhiệt độ sôi cao nhất? Giải thích? 2)Dùng thuyết nối hóa trị, hãy cho biết cơ cấu lập thể (biểu diễn bằng hình vẽ) và trạng thái lai hóa của

nguyên tử trung tâm của các phân tử và ion sau: H2SO4 , [Ni(CN)4]2- , ICl3 , XeF4 Câu 15: a. Hãy chobiết cấu trúc hình học , kiểu lai hóa của các phân tủ : SF6 , XeF2 , OF2 b. Dựa vào cấu hình electron củauran [Rn]5f36d17s2. Hãy cho biết hai hợp chất X,Y của uran với flo , cho biết tại sao có được 2 hợp chấtnày . Hoàn thành phản ứng sau ClF3 + A → B + Cl2 c. Tại sao ozon tan nhiều trong nước , nhưng oxi íttan trong nước Câu 16: Nguyên tử của nguyên tố phi kim A có electron cuối cùng có bộ 4 số lượng tửthỏa mãn m + l = 0 và n + ms = 3/2 ( quy ước các giá trị m từ thấp đến cao ) 1. Xác định số hiệu nguyêntử, gọi tên nguyên tố A. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của phân tử A2. Kiểm chứng số liênkết và tính chất thuận từ của A2 bằng cấu hình electron của phân tử. 2. Ion A3B2- và A3C2- lần lượt có42 và 32 electron 2.1. Tìm 2 nguyên tố B và C ( số hiệu nguyên tử, tên, ký hiệu ) 2.2. Dung dịch muốicủa A3B2- và A3C2- khi tác dụng với axit clohidric cho khí D và F tương ứng. - Mô tả dạng hình họccủa phân tử D và E. - Nêu phương pháp hóa học phân biệt D và E. - Khí nào trong 2 khí đó có thể kếthợp với O2 ? Tại sao? Câu 17 1. So sánh bán kính của các hạt sau: Al, Al3+, Na, Na+, Mg, Mg2+, F-,O2-. 2. Trong số các cấu trúc có thể có sau đây: a) Của ICl4(-): 73

74. .. Cl Cl .. Cl Cl I Cl .. I Cl Cl Cl .. (a) (b) b) Của TeCl4: Cl Cl Cl . . Cl Cl Te Te .. Cl Cl (c) Cl (d)c) Của ClF3: F .. .. .. Cl F F F Cl .. F (ñ) F .. F F Cl .. (e) F (g) những cấu trúc nào có khả năng tồn tạiưu tiên hơn? Vì sao? 3. Tại sao nước đá nhẹ hơn nước lỏng? (có vẽ hình minh họa) Câu 18. 1. Hãy chobiết dạng hình học và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm đối với phân tử H2O và H2S. So sánhgóc liên kết trong 2 phân tử đó và giải thích. 2. Bán kính nguyên tử của các nguyên tố chu kì 3 như sau,hãy nhận xét và giải thích: Nguyên Na Mg Al Si P S Cl tử o Bán kính ( A ) 1,86 1,60 1,43 1,17 1,101,04 0,99 3. Khí N2 và khí CO có một số tính chất vật lý giống nhau như sau: Năng lượng phân lyKhoảng cách giữa các Nhiệt độ nóng chảy o phân tử (kJ/mol) hạt nhân ( A ) (oC) N2 945 1,10 – 210 CO1076 1,13 – 205 Dựa vào cấu hình MO của phân tử N2 và phân tử CO để giải thích sự giống nhau đó. 4.Giải thích độ bền phân tử và tính khử của các hợp chất hydrohalogenua. HƯỚNG DẪN GIẢI Câu 1. 1.a. CH4 > NH3 > H2O Giải thích: H | C 74 N H O

75. H | H H H H H H Số cặp e chưa tham gia liên kết càng nhiều càng đẩy nhau, góc liên kết càng nhỏ.b. H2O > H2S Giải thích: Vì độ âm điện của O > S, độ âm điện của nguyên tử trung tâm càng lớn sẽ kéomây của đôi e- liên kết về phía nó nhiều hơn làm tăng độ lớn góc liên kết. c. So sánh nhiệt độ nóng chảycủa các chất: MgO > NaCl > KCl Giải thích: bán kính ion K+ > Na+ Điện tích ion Mg2+ > Na+ và O2-> Cl(Năng lượng phân li tỉ lệ thuận với điện tích ion và tỉ lệ nghịch với bán kính ion) 3.So sánh nhiệt độsôi của các chất: C2H5Cl < C2H5OH < CH3COOH Giải thích: -C2H5Cl không có liên kết hiđro -Liênkết hidro giữa các phân tử axit bền hơn liên kết hidro giữa các phân tử rượu. C2H5 – O … H – O HC2H5 O…H–O CH3 – C C – CH3 O–H…O 2. Muốn xác định một phân tử có cực hay không, trước hếtcần phải biết sự sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử(dạng hình học của phân tử) Momen lưỡng cực(đo độ phân cực) là một đại lượng có độ lớn và có chiều. Trong phân tử, nếu các liên kết phân cực đượcsắp xếp đối xứng nhau, momen lưỡng cực có cùng độ lớn và ngược chiều.Chúng sẽ triệt tiêu nhau vàphân tử không phân cực. Ngược lại nếu các lực không cân bằng, phân tử sẽ có cực. 3. PbI2 dễ tan trongnước nóng vì quá trình hòa tan PbI2 thu nhiệt lớn: PbI2 ↔ Pb2+ + 2I∆H > 0 Còn khi để nguội thì xảyra quá trình ngược lại, tỏa nhiệt ( ∆H < 0). Vì quá trình nguôi từ từ, số mầm kết tinh ít, nên tinh thểđược tạo thành dễ dàng. Nếu làm nguội nhanh sẽ thu được dạng bột vàng PbI2. Câu 2 : F S F F Lai hóasp2 Tam giác phẳng Không cực vì momen lưỡng cực liên kết bị triệt tiêu F N F F Lai hóa sp3 Tháp đáytam giác Có cực vì lưỡng cực liên kết không triệt tiêu F I F F Lai hóa sp3d Hình chữ T Có cực vì lưỡngcực liên kết không triệt tiêu Câu 3 a) Gọi ZA, ZB lần lượt là số proton trong nguyên tử A, B. Gọi NA,NB lần lượt là số notron trong nguyên tử A, B. 75

76. Với số proton = số electron Ta có hệ : (2ZA + NA)+ (2ZB + NB) = 65 ZA + ZB = 21 ZA =4 (2ZA + 2ZB)− (NA + NB) = 19 ⇔ ⇒ ZB − ZA = 13 ZB = 17 2Z − 2Z = 26 B AZA = 4 ⇒ A là Be (0,5đ) Cấu hình e : 1s22s2 Bộ 4 số lượng tử: n = 2, l = 0, m = 0, ms = − ZB = 17 ⇒B là Cl 1 2 Cấu hình e : 1s22s22p63s23p5 Bộ 4 số lượng tử: n = 3, l = 1, m = 0, ms = − 1 2 b) Ta có Z= 4 ⇒ Be ở ô thứ 4, có 2 lớp e ⇒ Be ở chu kỳ 2. Nguyên tố s, có 2e ngoài cùng ⇒ phân nhóm chínhnhóm II. Tương tự cho Cl: ô thứ 17, chu kỳ 3, phân nhóm chính nhóm VII. .. .. : Cl : Be : Cl : .. .. c)Hình dạng hình học của phân tử: đường thẳng Trạng thái lai hoá : sp Cl Be Cl d) Khi tạo thành phân tửBeCl2 thì nguyên tử Be còn 2 obitan trống; Cl đạt trạng thái bền vững và còn có các obitan chứa 2electron chưa liên kết do đó nguyên tử clo trong phân tử BeCl 2 này sẽ đưa ra cặp electron chưa liên kếtcho nguyên tử Be của phân tử BeCl 2 kia tạo liên kết chonhận. Vậy BeCl2 có khuynh hướng polime hoá:Cl Cl Cl Cl Cl .... B e Cl Câu 4 1. B e Cl B e Cl B e Cl H Xe O O Cl H B H .... B e H B H H B lai hãa

sp3, ph©n tö B2H6 gßm O 2 tø diÖn lÖch cã 1 c¹nh chung, liªn kÕt BHB lµ liªn kÕt 3 t©m vµ Xe laihãa sp3 ph©n tö 76 chØ cã 2 electron, 1 electron cña d¹ng th¸p tam gi¸c H vµ 1 electron cña B.

77. Cl Cl Al Cl Có phân tử Al2Cl6 vì nguyên tử Al đạt cấu trúc bát tử vững bền. Cl Al Cl Cl Al lai hãasp3, ph©n tö Al2Cl6 gßm 2 tø diÖn lÖch cã 1 c¹nh chung, cã 2 liªn kÕt cho nhËn ®îc t¹o thµnh do cÆpe kh«ng liªn kÕt cña Cl vµ Không có phân tử B2F6 vì: phân tử BF3 bền do có liên kết pi không địnhchỗ được tạo thành giữa obitan trống của B với cặp electron không liên kết của F và kích thước củanguyên tử B bé so với nguyên tử F nên tương tác đẩy giữa 6 nguyên tử F lớn làm cho phân tử B2F6 trởnên kém bền. obitan trèng cña Al.Trong Al2Cl6 nguyªn tö Al ®¹t ®îc cÊu tróc b¸t tö v÷ng bÒn. lk * lklk * * ) 2 σ s 2 (σ z ) 2 (π x ) 2 (π y ) 2 (π x ) 1 (πy ) 2. O : (σ ( ) = = + 2 lk s O O 2 lk * lk lk * * ) 2 σs 2 (σ z ) 2 (π x ) 2 (π y ) 2 (π x ) 2 (πy ) 2 O O O : (σ ( ) = = O + có electron độc thân nên thuận từ. O2 − không có electron độc thân nên ngịch từ. 2 2 3. 2− 2 lk s H F N N H F H C¸ c vect¬ momen l ì ngcùc cña c¸ c liª n kÕ vµ cÆ t p electron kh«ng liª n kÕ cï ng t chiÒ nª n momen l ì ng cùc u cña ph©n tölí n nhÊt. F F F C¸ c vect¬ momen l ì ng cùc cña c¸ c liª n kÕ vµ cÆ t p electron kh«ng liª n kÕ ng î c tchiÒ nª n momen l ì ng cùc u cña ph©n töbÐ h¬n NH3. B F Ph©n tö d¹ ng tam gi¸ c ®Ò u C¸ c vect¬momen l ì ng cùc cña c¸ c liª n kÕ triÖ tiª u lÉn t t nhau(tæ b»ng kh«ng) ph©n ng tö kh«ng ph©n cùc.4. n(AgCl) = (2,1525:143,5) = 0,015; n(CrCl3 . 6H2O) = (2:266,5) = 7,5.10-3 n(Cl- tạo phức) =3(7,5.10-3) - 0,015 = 7,5.10-3 Trong phân tử phức chất tỷ lệ mol Cl : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) =1:1 − Công thức của phức: [Cr(H2O)5Cl]2+ 24 Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) → 3d 3 4s 24 Cr3+ Cl4p 900 H 2O H 2O A Ar H 2O Phøc thuËn tõ : [Ar] 3d3 Cr lai hãa sp3d2 900 H 2O H 2O B¸t diÖn®Òu Câu 5. - Trong các phân tử H2O , H2S, H2Se, H2Te; O, S, Se, Te (R) ở trạng thái lai tạo sp3,phân tử có cấu tạo dạng góc : R H H - Vì độ âm điện của O lớn nhất nên các cặp e liên kết bị hút về phíaO mạnh → khoảng cách giữa 2 cặp e liên kết trong phân tử H2O là nhỏ nhất → nên lực đẩy tĩnh điệnmạnh nhất → góc liên kết lớn nhất . 77

78. Thứ tự tăng dần góc liên kết là : H2Te , H2Se, H2S, H2O . - Ở điều kiện thường nước ở thể lỏng làdo các phân tử nước có khả năng tạo liên kết H liên phân tử : ... O − H ... O − H ... H H - Trong cácphân tử H2R , R đều có số oxi hoá -2, tuy nhiên từ O đến Te bán kính R lại tăng lên → khả năng cho etăng từ O đến Te, tức là tính khử tăng theo thứ tự H2O, H2S, H2Se, H2Te . Câu 6 1. a. Gọi PX, NX lầnlượt là số proton và nơtron của X PY, NY lần lượt là số proton và nơtron của Y Ta có: PX + nPY = 100(1) NX + nNY = 106 (2) Từ (1) v à (2): (PX+NX) + n(PY+NY) = 206 ⇒ AX+nAY = 206 (3) Mặtkhác: AX / (AX+nAY) = 15,0486/100 (4) Từ (3), (4): AX = PX+NX = 31 (5) Trong X có: 2PX - NX =14 (6) T ừ (5), (6): PX = 15; NX = 16 ⇒ AX = 31 X là photpho 15P có cấu hình e là :1s22s22p63s23p3 nên e cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n =3, l=1, m = +1, s = +1/2 Thay PX = 15;NX = 16 vào (1), (2) ta có nPY = 85; nNY = 90 nên: 18PY – 17NY = 0 (7) Mặt khác trong Y có: 2PY –NY = 16 (8) Từ (7), (8): PY = 17; NY = 18 ⇒ AY = 35 và n = 5 Vậy: Y là Clo 17Cl có cấu hình e là1s2 2s22p63s23p5, nên e cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n = 3; l =1; m = 0, s = -1/2 * Xác địnhđúng mỗi chất 0,5 đ, đúng một bộ bốn số lượng tử 0,25 đ. b. Cl A: PCl5; B: PCl3 Cl Cấu tạo của A:(0,5đ) - PCl5 có cấu trúc lưỡng tháp tam giác - Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3d Cl P Cl Cấu tạocủa B: - PCl3 có cấu trúc tháp tam giác - Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3 Cl .. P Cl Cl Cl c. Đúngmỗi pt: 3 PCl5 + P2O5 = POCl3 PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5 HCl 2PCl3 + O2 = POCl3 PCl3 + 3H2O =H3PO3 + 3 HCl 2. Nhận xét: a. Nhìn chung năng lượng ion hoá tăng dần Giải thích: Từ trái sang phảitrong một chu kỳ, điện tích hạt nhân của các nguyên tố tăng dần và số e ngoài cùng cũng tăng thêm đượcđiền vào lớp n đang xây dựng dở. Kết quả các e bị hút 78

79. về hạt nhân mạnh hơn làm bán kính nguyên tử giảm, dẫn đến lực hút của nhân với e ngoài cùng tănglàm e càng khó bị tách ra khỏi nguyên tử làm năng lượng ion hoá tăng b.Be và N có năng lượng ion hoácao bất thường Giải thích: Be có cấu hình e: 1s 22s2 có phân lớp s đã bão hoà. Đây là cấu hình bền nêncần cung cấp năng lượng cao hơn để phá vỡ cấu hình này N có cấu hình e: 1s22s22p3 phân lớp p bán bãohoà, đây cũng là một cấu hình bền nên cũng cần cung cấp năng lượng cao hơn để phá vỡ cấu hình nàyCâu 7 1. Nguyên tố C có cấu hình electron cuối cùng :3p5 ↑↓ ↑↓ ↑ +1 0 -1 2 2 6 2 5 Cấu hình electroncủa C:1s 2s 2p 3s 3p Vị trí của C: STT 17, chu kì 3, nhóm VII A. C là Clo. 2. ZC = 17 ZB . ZA = 56ZA = 7 , A là Nitơ ZA + 17 = 3ZB ZB = 8 , B là Oxi 3. CTCT X Cl - N = O NOCl ở trạng thái lỏng cótính dẫn điện vậy trong chất lỏng phải có các ion NO + và Cl-. Do đó trong phân tử NOCl có liên kết ionvà liên kết cộng hóa trị. Câu 8 I.1) a. Gọi Px, PY là số proton X, Y nx, ny là số nơtron X, Y Px + nPy =100 (1) Nx + nNy = 106 (2) Px + Nx + n(PY + Ny) = 206 Ax + nAy = 206 (3) 15, 0486 Ax = (4) 100Ax + nAy => Ax = 31 Trong nguyên tử X : 2Px – Nx = 14 Px = 15 => X là photpho Nx = 16 Thay Px,

Nx vào (1) , (2) n (Ny – Py) = 5 ( 5) 2Py – ny = 16 (6) => Ny = 2Py - 16 n(Py – 16) = 5 5 + 16n Py =n n 1 2 3 4 5 Py 21 18,8 17,67 17,25 17 Py = 17, n =5 , Ay = 35 => Y là clo Cl b. PCl5 : nguyên tử Plai hóa sp d dạng lưỡng tháp tam giác. Cl P Cl Cl Cl c. P2O5 + PCl5 = 5POCl3 PCl5 + H2O = H3PO4 +5HCl 3 I.2) 79

80. - C và Si đều có bốn electron hóa trị tuy nhiên khác với CO 2 (O = C = O) SiO2 không phải là mộtphân tử đơn giản với liên kết Si =O. năng lượng của 2 liên kết đôi Si=O kém xa năng lượng của bốn liênkết đơn Si-O vì vậy tinh thể SiO2 gồm những tứ diện chung đỉnh nhau. O O Si O O a. SiO2 là tinh thểnguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền trong khi CO2 rắn là tinh thể phân tử, liên kếtvới nhau bằng lực Vanderwall yếu. b. X không phân cực vậy X tồn tại ở dạng trans Z phân cực.Vậy Ztồn tại ở dạng Cis H hoặc Z + H2 H H − C− C− H Cl H Cl H C= C CTCT Cl Cl C= C (X) H H Cl (X)Cl (Z) CTCT Y s ẽ l à H Cl C= C H C-H ∆X= 2,5 – 2,1 = 0,4 Cl C-Cl ∆X = 0,5 Vậy Y phân cực Câu 91. r Si = (a. 3 )/8 = (0,534. 3 )/8= 0,118 Số nguyên tử Si có trong một ô mạng cơ sở: 8.(1/8) + 6.(1/2) +4 = 8 Khối lượng riêng của Si = 2,33 g.cm-1. 2. 2.1. P : 1s22s22p63s23p3 ; As :1s22s22p63s23p63d104s24p3 P và As đều có 5 electron hóa trị và đã có 3 electron độc thân trong XH3X traï i a X ôû ng thaùlai hoù sp3. H H H 2.2. XH3 hình tháp tam giác, góc HPH > góc AsH, vì độ âmđiện của nguyên tử trung tâm P lớn hơn so với As nên lực đẩy mạnh hơn. 2.3. 80

81. N Cl H F F F Si Cl Cl sp3 F O sp2 O F Si B F F sp3 F O S F F sp3 F F sp3 sp2 4 chất đầu tiên cócấu tạo bất đối xứng nên có moment lưỡng cực > 0. Câu 10 1. Nguyên tố A: n = 3, l = 1, m = -1, s =-1/2 → 3p4 A là S Nguyên tố X: n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2 → 2p4 X là O Nguyên tố Z: n = 2, l = 1,m = 0, s = +1/2 → 2p2 Z là C 2. Phân tử, ion Trạng thái lai hoá cuả nguyên tử trung tâm sp sp2 sp3CS2 SO2 2− SO 3 2− Cấu trúc hình học Đường thẳng Góc Chóp đáy tam giác đều sp3 SO 4 Tứ diện đều3 C: 2s2 [He] ↑↓ O: [He] 2p2 ↑ 2s2 ↑↓ ↑ 2p4 ↑↓ ↑ ↑ Cacbon dùng 1 obitan 2s tổ hợp với 1 obitan 2p tạora 2 obitan lai hoá sp hướng ra hai phía khác nhau, trong đó có một obitan bão hoà và 1 obitan chưa bãohòa. Cacbon dùng 1 obitan lai hoá chưa bão hoà xen phủ xichma với 1 obitan p chưa bão hoà cuả oxi vàdùng 1 obitan p thuần chủng chưa bão hoà xen phủ pi với 1 obitan p chưa bão hoá còn lại cuả oxi. Oxidùng 1 obitan p bão hoà xen phủ vơí obitan p trống của cacbon tạo liên kết pi kiểu p → p. Công thức cấutạo: :C ≡ O: + CO có moment lưỡng cực bé vì trong phân tử có liên kết phối trí ngược cặp electron củanguyên tử oxi cho sang obitan trống cuả nguyên tử cacbon làm giảm độ phân cực của liên kết nên làmgiảm moment lưỡng cực. + Sự hình thành liên kết trong phân tử Fe(CO)5 Fe (Z = 26) [Ar] 3d6 4s2 4p0↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ 81

82. Fe* 3d8 [Ar] ↑↓ ↑↓ 4s0 ↑↓ 4p0 ↑↓ Ở trạng thái kích thích, nguyên tử Fe dùng 1 obitan 3d trống tổhợp với 1obitan 4s và 3 obitan 4p tạo thành 5 obitan lai hoá dsp3 trống hướng ra 5 đỉnh của hình lưỡngchóp đáy tam giác đều tâm là nguyên tử Fe. CO dùng cặp electron tự do chưa liên kết trên nguyên tửcacbon tạo liên kết phối trí với các obitan lai hoá trống của sắt tạo ra phân tử phức trung hoà Fe(CO)5Fe* 3d8 [Ar] ↑↓ 4s0 ↑↓ ↑↓ 4p0 ↑↓ ↑ :CO 4. [Ne] S S * ↑ :CO ↑ ↑ ↑ :CO : CO :CO 3s2 3p4 ↑↓ 3s2 [Ne]↑↓ ↑ ↑ 4 3p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2SO3 có khả năng kết hợp thêm 1 nguyên tử S để tạo S2O3 vì trên nguyên tử Strong SO32- còn có một cặp electron tự do chưa liên kết có khả năng cho vào obiatn 3p trống củanguyên tử S tạo liên kết cho nhận. 2- 2S O O S O Câu 11 AlCl3 + Cl Θ→ AlCl Θ 4 (1) - Trước phảnứng trạng thái lai hoá của Al là: sp2 - Sau phản ứng trạng thái lai hoá của Al là: sp3 - Cấu tạo hình họcCl Cl Θ Al Al Cl Tam giác phẳng Cl Cl Cl Tứ diện (2) H F H – N + → B- – F 82 O S S O Cl 2- NH3→ Ag+ ← NH3 ClΘ O

83. H F * Nitơ còn 1 cặp electron tự do * Ag+ còn obital/hoá trị trống * B còn obital hoá trị trống (3)Trong các phân tử, nguyên tử trung tâm đều có trạng thái lai hoá sp3 và có cấu tạo góc. (a). Sự sai biệtgóc hoá trị trong phân tử SCl2 và OCl2 là do sự khác biệt về độ âm điện của oxi và lưu huỳnh. ĐÂĐ củanguyên tử trung tâm càng nhỏ thì các cặp electron liên kết bị đẩy nhiều về phía các nguyên tử liên kết,nên chúng chiếm vùng không gian nhỏ xung quanh nguyên tố trung gian. ĐÂĐ của oxi lớn hơn S nêngóc hoá trị Cl – O – Cl lớn hơn Cl – S – Cl. (b). Sự sai biệt góc hóa trị trong phân tử OF2 và OCl2 cũngdo sự khác biệt về ĐÂĐ của các nguyên tử liên kết. Nguyên tử liên kết có ĐÂĐ càng lớn thì góc hóa trịcàng nhỏ. Flor có ĐÂĐ lớn hơn Clor nên góc hóa trị F – O – F nhỏ hơn Cl – O – Cl. Câu 12 1. Cấu hìnhđầy đủ của nguyên tử X là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s24p6 4d10 5s25p5 Vậy ZX = 53 = số proton XNX = 1,3962 ⇒ NX = 74 ZX AX = ZX + NX = 53 + 74 = 127 Ta có : NX = 3,7 ⇒ NY = 20 NY Y +X → XY MY MXY 4,29 18,26 MY MY M Y + 127 4,29 = ⇒ = ⇒ M Y = 39 (g/mol) M XY 18,264,29 18,26 Vậy : ZY + NY = 39 ⇒ ZY = 19 Cấu hình electron của Y : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 2. X có7 electron ở lớp ngoài cùng, còn obitan d trống nên trong hợp chất XCl 3 X lai hóa sp3d, dạng hình học

là chữ T Cl X Cl Cl 3. A B A 1,25 C B 5 1,25 D C D AD = 1,25 . 4 = 5 (Å) AB = 52 = 3,54 ( Å) 2 Vậythể tích của ô mạng đơn vị của Co : V = (3,54)3 = 44,36 (Å)3 Câu 13 a)Vì 2 nguyên tố kế tiếp nhautrong cùng một chu kỳ nên 2 nguyên tố có cùng số lớp electron 83

84. ( cùng n ). Mà tổng ( n + l ) của B lớn hơn tổng ( n + l ) của A là 1 nên: Cấu hình electron lớp ngoàicùng của A, B là: • A: ns2. B: np1 Mặt khác A có 2e ở lớp ngoài cùng ⇒ cation A có dạng A2+. Vậytổng đại số của 4 số lượng tử của A2+ là: (n – 1 ) + 1 + 1 - 1 = 3,5 2 Vậy 4 số lượng tử của : A: n = 3l=0 m=0 B: n = 3 l=1 m=-1 s=- 1 2 s=+ 1 2 b)Cấu hình electron của A, B: A: 1s22s22p63s2 ( Mg ). B:1s22s22p63s23p1 ( Al ). Câu 14.1) C2H5OH và CH3COOH tạo được liên kết hidrô giữa các phân tử nêncó nhiệt độ sôi cao hơn các chất kia. t0 sôi của CH3COOH > t0 sôi của C2H5OH vì có M CH 3COOH >M C2 H 5OH và cho liên kết hidrô trong CH 3COOH bền hơn trong C2H5OH (trong CH3COOH, nhómC = O hút điện tử làm tăng điện tích dương trên H của nhóm – OH, nên lực hút tĩnh điện giữa H này vớiO của phân tử CH3COOH thứ nhì mạnh hơn). Vì vậy CH3COOH có nhiệt độ sôi cao nhất. 2) H2SO4 : Sở trạng thái lai hóa sp3 , cơ cấu tứ điện lệch [Ni(CN)4]2- Ni2+ ở trạng thái lai hóa sp2d cơ cấu hìnhvuông 2− NC NC Ni NC NC ICl3 : I ở trạng thái lai hóa sp3d, cơ cấu lưỡngtháp tam giác XeF4 : Xe ở trạng thái lai hóa sp3d2, cơ cấu bát diện đều Câu 15 : b.-Từ cấu hình e của U[Rn]5f36d17s2 → nguyên tử U có 4e độc thân , tạo phân tử UF4 : Ngoài ra, U → U6+ + 6e 3 1 2[Rn]5f 6d 7s [Rn] Nên tạo phân tử UF6 Phản ứng : 2 ClF3 + 3UF4 → 3UF6 + Cl2 Câu 16 : Trường hợp1: ms= +1/2 => n=1 => l=0 =>m=0 Vậy cấu hình electron của nguyên tử A : 1s1 => Hydrô Trường hợp2: ms= -1/2 => n=2 => l=0 => m=0 hoặc l=1 => m= -1 * Với ms= -1/2; n=2; l=0; m=0 => Cấu hìnhelectron là 1s22s2 : Bê-ri * Với ms= -1/2; n=2; l=1; m= -1 => Cấu hình electron là 1s22s22p4 : Ô-xy VìA là phi kim nên hoặc A là Hydro (H) hoặc A là O-xi (O) Với A là Hydro - CTPT : H2 - CT electron :H:H - CTCT: H - H ( 1 liên kết) - Cấu hình e của phân tử σ1s2 84

85. - Số liên kết : N= 2/2 =1 - Không có electron độc thân nên là chất nghịch từ. Với A là Ô-xi - CTPT:O2 - CT electron: - CTCT: O = O Giữa 2 nguyên tử oxy có 1 liên kết cộng hóa trị bình thường và 2 liênkết đặc biệt 3e (3lectron này do 1 nguyên tử đưa ra 1, nguyên tử kia đưa ra 2 để góp chung), trong đóchỉ có 1 electron được dùng chung. Vậy số electron chung giữa 2 nguyên tử là 4, và trong phân tử có 2eđộc thân. Cấu hình electron của phân tử : σ2s2 σ2s*2 σz2 πx2 πy2 πx*1 πy*1 Số liên kết : N = (8-4)/2 =2 Có 2 electron độc thân nên O2 là chất thuận từ Ion A3B2- có 42 electron. * Nếu A là Hidrô, ta có: 3.1+ ZB = 42 -2 ; ZB = 37 Loại vì không tồn tại ion RbH32* Vậy A là oxi. Lúc đó 3.8 +ZB = 42 - 2 ; ZB= 16 ( B là lưu huỳnh ) Chọn Ion A3C2- : Ta có : 3.8 + ZC = 32 -2 => ZC = 6 ( C là các-bon) ChọnVậy A3B2- là SO32A3C2- là CO32SO32- + 2H+ ↔ SO2 ↑ + H2O CO32- + 2H+ ↔ CO2 ↑ + H2O D làSO2 ; E là CO2 - Dạng hình học phân tử : SO2 : nguyên tử S ở trạng thái lai hóa sp2 nên phân tử có cấutạo góc CO2: nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp nên phân tử có cấu tạo đường thẳng O=C=O - Phân biệtSO2 và CO2 Dùng dung dịch brôm để nhận ra SO2 qua hiện tượng màu nâu đỏ của dung dịch brôm nhạtdần SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr - Khí SO2 có thể kết hợp với O 2 tạo SO3 do lưu huỳnhtrong SO 2 còn cặp electron tự do. CO2 không có khả năng này do các-bon trong phân tử không cònelectron độc thân. Câu 17 1. - Khi đi từ trái sang phai trong một chu kì bán kính nguyên tử giảm dầnnên: Na > Mg > Al. - Vì các ion Na+, Mg2+, F - , O2 – đều có cấu hình electron giống Ne : 1s2 2s22p6, nên bán kính của chúng giảm xuống khi điện tích hạt nhân tăng: 8O2 – > 9F – > 11Na+ > 12Mg2+> 13Al3+ . 85

86. - Vì cấu hình electron của Al là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 rất lớn hơn so với O2 – . - Do đó bán kính giảmdần như sau: Na > Mg > Al > O 2-> F – > Na+ > Mg2+ > Al3+ 2.a) Cấu trúc (a) có khả năng tồn tạithực tế vì nó đảm bảo cho lực đẩy giữa các cặp elctron không liên kết là nhỏ nhất. b) Cấu trúc (C) cókhả năng tồn tại trong thực tế vì tương tác đẩy ở cấu trúc này bé nhất. c) Cấu trúc đ có sự giảm nhiều lựcđẩy giữa các electron không liên kết và cặp electron liên kết. 3. Do có liên kết hidro nên nước đá có cấutrúc đặc biệt. Các nguyên tử Oxi nằm ở tâm và bốn đỉnh của một tứ diện đều. Mỗi nguyên tử hidro liênkết chính với một nguyên tử oxi và liên kết hidro với một nguyên tử oxi khác. Cấu trúc này tương đối“xốp” nên có tỷ khối nhỏ. Khi tan thành nước lỏng cấu trúc này bị phá vỡ nên thể tích giảm và do đó tỷkhối tăng. Kết quả là nước đá nhẹ hơn nước. O H H H O H H H HH O H O H O Caá truù töù n cuû tinhtheå c ñaù u c dieä a nöôù Câu 18 1. – Phân tử H2O và H2S đều là phân tử có góc vì chúng thuộc dạngAX2E2. – Trạng thái lai hóa của oxi và lưu huỳnh đều là sp3. – Oxi có độ âm điện lớn hơn lưu huỳnh,mây electron liên kết bị hút mạnh về phía nguyên tử trung tâm sẽ đẩy nhau nhiều hơn, làm tăng góc liênkết. Vì vậy góc liên kết trong phân tử H2O lớn hơn góc liên kết trong phân tử H2S. 2. Nhận xét: Từ đầuđến cuối chu kì bán kính nguyên tử giảm dần. Giải thích: Trong chu kì, số lớp electron như nhau nhưng

do điện tích hạt nhân tăng dần, số electron lớp ngoài cùng tăng dần, làm cho lực hút giữa hạt nhân vớilớp ngoài cùng mạnh dần dẫn đến bán kính nguyên tử giảm. 3. Cấu hình MO của phân tử N2: (σ2s)2(σ2s*)2 (πx)2 = (πy)2 (σz)2 ⇒ bậc liên kết = 3 Cấu hình MO của phân tử CO: (σ2s)2 (σ2s*)2 (πx)2 =(πy)2 (σz)2 ⇒ bậc liên kết = 3 Liên kết trong phân tử N2 và CO rất giống nhau đã dẫn đến một số tínhchất vật lý giống nhau. 4. Các hợp chất hydrohalogenua: HF HCl HBr HI – Độ bền phân tử giảm từ HFđến HI vì độ âm điện giảm và bán kính nguyên tử tăng từ F đến I. – Tính khử tăng từ HF đến HI vì độâm điện giảm từ F đến I làm cho khả năng nhường electron tăng từ F–1 đến Cl–1. II- BÀI TẬP TỰGIẢI Câu 1. Xác định hình dạng của các phân tử sau: COS , ClNO , COCl2, SeF4 , BF4- , BF3 , H3S+ ,XeF4 , HCN , SbF3 , CH3+ , CH3- , SeF6 , ICl3 , SbF5 , NO2F , O2XeF2. Câu 2. .Cho biết : Sn ( Z =50) a/ Hãy viết cấu hình và sự phân bố electron trong các obitan hóa trị của Sn b/ Hãy vẽ cấu trúc hìnhhọc của SnCl4 .Trên cơ sở đó hãy giải thích tại sao SnCl4 là một axit Lewis. 86

87. c/ Viết các phản ứng của SnCl4 với Br-( tỷlệ mol 1:1 và 1:2 ) và với etilen điamin .Hãy sử dụngthuyết sự đẩy các cặp electron hóa trị(VSEPR) để vẽ cấu trúc không gian của các sản phẩm của các phảnứng đó. d/ Trên cơ sở cấu trúc hãy cho biết trạng thái lai hóa của Sn(IV) trong các tiểu phân đó. Câu 3.Cho các phân tử XeF2, XeF4, XeOF4, XeO2F2. a/ Viết công thức cấu tạo Li - uyt (Lewis) cho từngphân tử. b/ áp dụng quy tắc đẩy giữa các cặp electron hoá trị, hãy dự đoán cấu trúc hình học của cácphân tử đó. c/ Hãy cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử trung tâm trong mỗi phân tử trên. Câu 4. a/ Xácđịnh trạng thái lai hóa và cấu trúc phân tử của NH3 và NF3. So sánh góc liên kết HNH và FNF. Giảithích? b/ Dựa vào cấu trúc phân tử trên hãy giải thích tại sao trong điều kiện thường NH 3 là chất khíkhông màu và hóa lỏng tại -33,350C và hóa rắn tại -77,750C còn NF3 là chất khí không màu hóa lỏng ở-1290C và hóa rắn tại -2090C. c/ So sánh tính bazơ và tính khử của NH3 và NF3 . d/ So sánh tính bềnnhiệt của NH3 và NF3 . Câu 5. Cho biết hình dạng của NH3 và H3O+. b/ Trên cơ sở của thuyết lai hóahãy giải thích hình dạng ( cấu trúc) của NH 3 và của H3O+. So sánh góc tạo bởi giữa HNH và HOH.Câu 6. Cho Xe (Z=54) ; P ( Z = 15) ; F ( Z = 9) và O ( Z = 8 ). a/ Viết cấu hình electron của Xe và xácdịnh vị trí của Xe trong bảng HTTH. b/ Xác định cấu trúc hình học của các phân tử và ion sau : XeF2 ;XeF4 ; XeO4 , [XeF4]2+ ; PF -6 và PBr+4 . Giải thích cấu trúc vừa xác định. Câu 7. Hãy cho biết cấutạo Lewis, dạng lai hóa( nếu có ) , hình dạng theo mô hình VSEPR. Momen lưỡng cực ( µ = 0 hay µ ≠ 0) của mỗi phân tử sau: SF 4, HClO2 , HClO , ICl-4 , IF7 , BrF5, HNO3 và C2H6. Câu 8. Thực nghiệmcho biết phân tử amoniac có cấu trúc hình chóp trong đó góc liên kết HNH = 1070. Cho biết số hiệunguyên tử của N = 7 và của H = 1. 1/ Trên cơ sở của thuyết lai hóa hãy giải thích kết quả thực nghiệmtrên. 2/ Khi NH3 kết hợp proton chuyển thành ion NH+4. Xác định cấu trúc của NH+4 và so sánh gócliên kết của HNH trong phân tử NH3 với trong ion NH+4 . Giải thích. 3/ Xét phản ứng : N2(k) +3H2(k) 2NH3(k) (1) Tại điều kiện chuẩn đối với các chất có: 0 0 S 298 K , pu = -197,9 J/K và H298 K , pu = -91,8 kJ Dựa vào cấu trúc và đặc điểm liên kết trong các phân tử N2 , H2 và NH3 hãy giảithích tại sao phản ứng (1) lại tỏa nhiệt. Câu 9. Các hợp chất halogen - halogen. Tất cả các hợp chất giữacác halogen các công thức chung là XX’ n trong đó X’ có độ âm điện lớn hơn và n là các số phối tríbằng 1, 3, 5 và 7. 1/ Giải thích tại sao chỉ số n là là các số lẻ. 2/ Clo và brom đều tạo được với Flo hợpchất là ClF 3 và BrF3 . Cả hai phân tử này đều cấu trúc hình chữ T. Trong đó góc liên kết FBrF =86012,6’ còn gốc liên kết FClF là 87029’ Giải thích góc liên kết đó và cho biết trạng thái lai hóa của clovà brom trong các phân tử đó. 3/ ICl3 ở điều kiện thường là chất rắn màu vàng gồm những phân tử đime( ICl 3)2 do 2 phân tử ICl3 cũng có cấu trúc hình chữ T trùng hợp mà thành. Xác định bản chất liên kếtcủa các nguyên tử trong các phân tử đó. 4/ Giải thích tại sao Iot có thể tạo với flo hợp chất IF 7 song lạikhông tạo được với clo hợp chất ICl7. Trên cơ sỏ của lý thuyết về sức đẩy của các cặp electron hóa trị (VSEPR). Hãy xác định cấu trúc không gian của phân tử IF7 . 87

88. 5/ Tại nhiệt độ khoảng 3500C, IF7 phân hủy thành IF5 và F2 . Trn cơ sỏ của thuyết VB hãy xác địnhtrạng thái lai hóa của Iot trong phân tử IF5 và cấu trúc phân tử của IF5 . Câu 10. Hãy giải thích liên kếthóa học trong các phân tử sau theo thuyết lai hóa, dùng mô hình VSEPR a/ NH3; b/ H2O; c/ CH4; d/C2H2 ; e/ C2H4 f/ C6H6. Câu 11. PF3 là chất khí không màu, phân hủy chậm, được tạo ra khi nung PF5 ở nhiệt độ trên 4000C. 1/ Sử dụng mô hình VSEPR, hãy dự đoán cấu trúc hình học của PF 3 và PF5.Trên cơ sở đó cho biết trạng thái lai hóa của P trong các phân tử đó. 2/ Khi cho PF3 tác dụng với O2 tạora chất khí X duy nhất. Xác định công thức của khí X và cấu trúc không gian của phân tử X. Hãy chobiết trạng thái lai hóa của photpho trong phân tử đóvà mô tả các liên kết tạo thành trong phân tử đó. 3/Cho PF3 tác dụng với Cl2 thu được PCl2F3 (Y). a/ Sử dụng mô hình VSEPR và thuyết VB, hãy xácđịnh cấu trúc không gian của Y và trạng thái lai hóa của P trong phân tử PCl2F3. b/ Trên thực tế. trongkhoảng nhiệt độ từ 0 0C đến 1400C, PCl2F3 tồn tại ở dạng hợp chất ion là [PCl+4][PF -6] . Xác định

cấu trúc của các ion trong phân tử PCl 2F3 và cho biết trạng thái lai hóa của P trong các ion đó. Câu 12.Hợp chất photpho petahalogenua có những đặc điểm cấu tạo khác với dự đoán thông thường. ở trạng tháilỏng, chúng tồn tại ở dạng hợp chất ion tạo nên từ 1 cation điện tích 1+ và 1 anion điện tích 1-. 1/Photphopentaclorua là chất rắn màu trắng, kém bền nhiệt. tại trạng thái rắn có thành phần là P2Cl10.Hãy xác định các ion trong phân tử P 2Cl10. Cho biết trạng thái lai hóa của photpho trong các hợp chấtđó. 2/ Hợp chất ion A có công thức đơn giản là PBr2F3. a/ Xác định các đông phân có thể có của phântử A. b/ Hãy cho biết công thức ứng với đồng phân nào bền nhất? kém bền nhất? Giải thích? 3/Photphopentabromua là hợp chất ion có công thức phân tử là PBr 5. Xác định cấu trúc của phân tử nàyvà cho biết trạng thái lai hóa của photpho trong phân tử này? Hãy cho biết tại sao photphopentabromuakhông thể có công thức phân tử là P2Br10. Câu 13. Khi cho AsF3 tác dụng với Cl2 ở nhiệt độ 500C -600C sau đó làm lạnh đến -400C, người ta thu được hợp chất ion X có công thức là As2Cl4F6. a/ Xácđịnh các đồng phân có thể có của X. b/ Xác định đồng phân bền nhất ? đồng phân kém bền nhất ? Giảithích ? Câu 14. Đi lưu huỳnh đi florua là khí không màu tồn tại ở 2 dạng đồng phân là (-SF) 2 vàS(S)F2. 1/ Xác định cấu trúc của 2 dạng đồng phân đó. Cho biết trạng thái lai hóa của lưu huỳnh trongcác đồng phân đó. 2/ So sánh độ bền của 2 dạng đồng phân đó. Giải thích? 3/ So sánh nhiệt độ sôi vànhiệt độ nóng chảy của 2 đồng phân đó. Giải thích? 3/ Khi đun nóng ở nhiệt độ >1800C, S2F2 phân hủythành SF4 và S. a/ Viết phương trình phản ứng xảy ra . b/ Dựa vào mô hình VSEPR và thuyết VB, hãyxác định cấu trúc không gian của SF 4. Trên cơ sở đó hãy cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử lưuhuỳnh trong phân tử đó. c/ So sánh độ dài các liên kết của lưu huỳnh và flo trong phân tử đó. Giải thích?4/ Khi cho SF4 tác dụng với BF3 và với CsF, người ta thu được các hợp chất ion A và B theo sơ đồ sau :SF4(l) + BF3 → [SF3][BF4] (1) (A) SF4(l) + CsF → Cs[SF5] (2) (B) SF4 + Cl2 + CsF → Cs[SClF5](3) 88

89. (E) Xác định cấu trúc của các ion trong phân tử A và của anion tron phân tử B, E. Trong các phântử, lưu huỳnh ở trạng thái lai hóa gì? 5/ Tiến hành điện phân SF4 trong HF lỏng người ta thu được khí H2 và SF6. Viết các phương trình phản ứng xảy ra tại các điện cực và phản ứng chung trong bình điệnphân. 6/ Xác định cấu trúc không gian của SF6. Trạng thái lai hóa của lưu huỳnh trong các hợp chất đó.ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC VÀO HÓA HỌC TrườngTHPT chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định MỞ ĐẦU Nhiệt động lực học là khoa học được hình thànhvào giữa thế kỷ 19. Ngày nay, nhiệt động lực học bao gồm ba ngành lớn đó là: nhiệt động lực học vật lý,nhiệt động lực học kĩ thuật, nhiệt động lực học hóa học. Nhiệt động lực học hóa học là khoa học ứngdụng những nguyên lý của nhiệt động lực học vật lý vào việc nghiên cứu các hiện tượng hóa học. Trongnhiệt động lực học có 3 nguyên lý cơ bản trong đó nguyên lý I còn được gọi là nguyên lý bảo toàn nănglượng khẳng định tính bất diệt của năng lượng. Nguyên lý I không chứng minh được bằng con đường lýthuyết. Tuy nhiên nó được thừa nhận vì không những nó phù hợp với thực nghiệm mà các hệ quả đượcrút ra từ đó đều phù hợp với thực nghiệm. Đối với việc giảng dạy học sinh giỏi, việc áp dụng nguyên lýthứ nhất của nhiệt động lực học vào hóa học rất quan trọng. Vì vậy chúng tôi quyết định chọn đề tài chobài báo cáo tại hội thảo lần này là: “Nội dung giảng dạy áp dụng nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lựchọc vào hóa học cho đối tượng học sinh giỏi” TỔNG QUAN Các phản ứng hóa học thường có kèm theohiện tượng thu phát nhiệt. Nhiệt của một phản ứng ở nhiệt độ T là nhiệt lượng Q mà hệ phản ứng traođổi với môi trường ngoài khi mà các chất phản ứng được lấy theo tỉ lệ hợp thức, tác dụng hoàn toàn vớinhau tạo thành các sản phẩm cũng theo tỉ lệ hợp thức. Khi thực hiện một quá trình, biến thiên nội năngcủa hệ (∆U) được chuyển dưới hình thái nhiệt (Q) hoặc công (A). Biểu thức của nguyên lý I : ∆U = Q +A Dạng vi phân : dU = δQ + δA Để nhiệt hóa học có giá trị xác định, người ta quy ước hệ chỉ thực hiệnduy nhất công giãn nở thể tích nghĩa là không có phản ứng hóa học xảy ra. Khi đó : δQ = dU + pdV Đốivới hệ mà trong đó có các phản ứng diễn ra thì vấn đề có sự khác: - Về nguyên tắc: đã có phản ứng hóahọc thì phải có năng lượng hóa học tương ứng. Do đó phải có công A' có liên quan đến phản ứng hóahọc, có thể gọi đó là công hóa học (A' = A' hoá). Nó có thể dùng vào việc gì đó bên ngoài. Ví dụ chuyểnthành điện trong nguyên tố (pin) Ganvani. 89

90. Nếu tạo mọi điều kiện để công đó được thực hiến đến mức tối đa có thể có (công cực đại), điều nàychỉ xảy ra nếu phản ứng tiến hành một cách thuận nghịch nhiệt động. Khi đó: δQ = dU + pdV - δA'Trường hợp đẳng tích : dV = 0 δQv = dU - δA'v => dU = δQv + δA'v Nếu tiến hành trong điều kiệnkhông thuận nghịch nhiệt động đến mức δA'v = 0 => dU = δQv Nghĩa là toàn bộ nhiệt mà hệ nhận đượctrong quá trình đẳng tích dùng để tăng nội năng của hệ => ∆Uv = (Qv)ktn Trường hợp đẳng áp: p =const δQ = dU + pdV - δA' = > dHp = δQp + δA'p Nếu tiến hành trong điều kiện không thuận nghịchnhiệt động đến mức δA'p = 0 => dHp = δQp => ∆Hp = (Qp)ktn => (Qp)ktn = (Qp)tn + (Ahoá, p)max

Vì công thực hiện trong quá trình thuận nghịch nhiệt động là công cực đại. Sau đây chúng ta sẽ thảo luậnvề nội dung giảng dạy của việc tính toán nhiệt hóa học, sự phụ thuộc của nhiệt hóa học vào nhiệt độ vàáp suất. THẢO LUẬN I.Một số định nghĩa và quy ước. 1. Phản ứng thu nhiệt, toả nhiệt: - Phản ứng toảnhiệt: Q < 0 - Phản ứng thu nhiệt. Q > 0 2. Điều kiện chuẩn. - Áp suất: p = 1,0 bar = 105 Pa - Nhiệt độ:t = 250C = 298,15K (thường làm tròn là 298K) - Trạng thái chuẩn của chất: các chất được lấy riêng rẽtừng chất, tức là từng cá nhân hóa học ở dạng nguyên chất tại 1,0 bar ở nhiệt độ T ở trạng thái tập hợpbền nhất hoặc thông thường nhất của chất đó trong điều kiện đã cho. Đối với chất lỏng hoặc chất rắn:trạng thái chuẩn nói chung là trạng thái thực của chất đó ở dạng nguyên chất, bền nhất hoặc thường gặpnhất tại p = 1,0 bar và nhiệt độ T. 3. Phương trình nhiệt hóa học. Hiệu ứng nhiệt ghi trong phương trìnhnhiệt hóa học bao giờ cũng ứng với giả thiết phản ứng xảy ra đơn trị (nghĩa là không có phản ứng phụnào khác kèm theo) và hoàn toàn (không cần phải kể đến khả năng nó cân bằng hóa học đối phản ứngthuận nghịch). II. Định luật cơ bản của nhiệt hóa học. Định luật Hess. 1. Quan hệ giữa Qv và Qp Qp -Qv = ∆Hp - ∆Uv = p∆V -Trường hợp 1: Đối với các phản ứng không có sự tham gia của chất khí => Qp≈ Qv -Trường hợp 2. Đối với các phản ứng có sự tham gia của chất khí => p∆V = ∆n.RT 2. Thựcnghiệm xác định nhiệt phản ứng. 90

91. m = - C(T2 - T1) = - C. ∆T M Trong đó: m là khối lượng của chất phản ứng. M là khối lượng molcủa nó. C là nhiệt dung của nhiệt lượng kế. ∆H là hiệu ứng nhiệt của phản ứng. 3. Nội dung định luậtHess. Hiệu ứng nhiệt: của phản ứng (∆Hp hoặc ∆Uv) chỉ phụ thuộc vào trạng thái của những chất đầu vàchất cuối, hoàn toàn không phụ thuộc vào những cách khác nhau thực hiện phản ứng. Nguyên tắc ápdụng: các trạng thái cuối và trạng thái đầu giống nhau. => Đối với những phương trình nhiệt hóa học tacó thể làm mọi phép tính đại số như những phương trình đại số thường. 4. Một số cách xác định hiệuứng nhiệt. a) Từ sinh nhiệt. ∆H0s, 298 (hay nhiệt tạo thành). Sinh nhiệt: của một hợp chất là hiệu ứngnhiệt của phản ứng hình thành 1 mol hợp chất đó từ những đơn chất ứng với những trạng thái bền nhấthay thường gặp nhất của những nguyên tố tự do của hợp chất trong những điều kiện đã cho về áp suất vànhiệt độ. Sinh nhệt chuẩn ∆H0s, 298 là sinh nhiệt xác định trong điều kiện chuẩn. Chú ý: đơn chất bềncủa nguyên tố có sinh nhiệt bằng 0. Quy tắc tính: ∆Hpư = Σ(∆H0s, 298)sp - Σ(∆H0s, 298)đ ∆H b) Từnhiệt cháy, ∆H0tn, 298 (hay thiêu nhiệt). Thiêu nhiệt là hiệu ứng nhiệt của phản ứng oxi hóa hoàn toàn1 mol chất (có thể là đơn chất hay hợp chất) bằng oxi phân tử cho đến khi được các oxit cao nhất của cácnguyên tố tương ứng. Quy tắc tính: ∆Hpư = Σ(∆H0tn, 298)đ - Σ(∆H0s, 298)sp c) Từ năng lượng liênkết (Elk) và sinh nhiệt nguyên tử. ∆H0nt, 298. Sinh nhiệt nguyên tử: của một hợp chất là năng lượnggiải phóng ra trong quá trình giả định các nguyên tố ở dạng khí đơn nguyên tử kết hợp với nhau để hìnhthành 1 mol hợp chất. Năng lượng liên kết (Elk): là năng lượng cần cung cấp để phá vỡ 1 mol liên kết=> E lk > 0 Trường hợp 1: Đối với phân tử hai nguyên tử => Năng lượng liên kết là năng lượng cầncung cấp để phá vỡ liên kết có trong 1 mol chất ở trạng thái khí thành các nguyên tử ở trạng thái khí. Vídụ: H2 (k) → 2H (k) ∆Hpư = 432,2 kJ => Elk (H-H) = 432,2 kJ/mol Trường hợp 2: Đối với phân tửnhiều nguyên tử Sự phá vỡ các liên kết trong phân tử cần cung cấp những giá trị năng lượng khác nhau,do đó giá trị năng lượng liên kết là một đại lượng trung bình. Ví dụ: CH4(k) → CH3(k) + H(k) H1 =426kJ CH3(k) → CH2(k) + H(k) H2 = 367kJ CH2(k) → CH(k) + H(k) H3 = 517kJ → C(k) + H(k)

H4 = 334kJ CH(k) CH4(k) → C(k) + 4 H(k) H = 1644 kJ 91

92. Do đó, năng lượng liên kết Elk (C-H) = 1644/4 = 411 kJ/mol Quy tắc tính: ∆Hpư = Σ(Elk)đ -Σ(Elk)sp Chú ý: Đối với phân tử nhiều nguyên tử và có nhiều giá trị năng lượng liên kết khác nhau, cácgiá trị thu được đều là các giá trị trung bình, vì thế nếu đem sử dụng để tính hiệu ứng nhiệt của phảnứng thì kết quả thường không chính xác bằng cách sử dụng các đại lượng như sinh nhiệt, thiêu nhiệt... d)Năng lượng mạng lưới tinh thể ion. Năng lượng mạng lưới tinh thể: (Uml) là năng lượng cần cung cấpđể phá vỡ 1 mol chất ở trạng thái tinh thể thành các phần tử cấu trúc ở trạng thái khí. Ví dụ: NaCl (tt) →Na+(k) + Cl- (k) Uml 5. Sự phụ thuộc hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học vào nhiệt độ. Biểu thức.∆Hpư = H2 - H1 = ∫ T2 T1 nC p .dT Chú ý: nếu trong khoảng nhiệt độ từ T 1 đến T2, có sự chuyển phacủa các chất trong phương trình phản ứng thì: ∆Hpư = H2 - H1 = ∫ T2 T1 nC p .dT + ∆Hcp Nếu chấpnhận rằng, Cp không đổi trong khoảng nhiệt độ từ T1 – T2 thì: ∆Hpư = H2 - H1 = nCp(T2 – T1) +∆Hcp Hiệu ứng nhiệt của quá trình chuyển pha: ∆Hcp = ∆Cp. = Cp, sau - Cp, trước KẾT LUẬN Việctính toán nhiệt hóa học có vai trò rất lớn. Đối với việc giảng dạy học sinh giỏi, đây là cơ sở cho việcnghiên cứu, giảng dạy các vấn đề khác trong nhiệt động lực học nói riêng và hóa học nói chung. Tínhtoán nhiệt hóa học có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Các vấn đề chuyển tải đến học sinh cầnđược chọn lọc một cách hợp lý, ngắn gọn để học sinh có thể hiểu và vận dụng được. TÀI LIỆU THAMKHẢO 1.Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách. Cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học. Nhà xuất bản giáo dục,

2004. 2.Nguyễn Đình Huề. Hóa lý. Tập 1, tập 2. Nhà xuất bản giáo dục, 2000. BÀI TẬP CHỌN LỌCVỀ DANH PHÁP VÀ LẬP THỂ CỦA HIĐROCACBON VÒNG NO Đặng Công Anh Tuấn TrườngTHPT Chuyên Lê Quý Đôn I. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Chúng tôi chọn đề tài “Bài tập chọn lọc vềdanh pháp và lập thể của hiđrocacbon vòng no” với những lí do và mục đích sau đây: Một là cần có giáotrình để dạy học sinh chuyên hóa, đồng thời thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu các chuyên đề bồi dưỡnghọc sinh giỏi mà nhà trường đề ra trong năm học này. Hai là, mảng kiến thức này vừa là trọng tâm vừalà cơ sở để nghiên cứu những chuyên đề khác, như hợp chất tự nhiên, polime … 92

93. Ba là, đề thi học sinh giỏi quốc gia hiện nay có nhiều bài toán liên đến cấu dạng và danh pháp củacác hợp chất hữu cơ. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Thiết kế, chọn lọc các bài tập có hệ thống về danh pháp,cấu hình và cấu dạng của hiđrocacbon vòng no. 3. Phương pháp tiến hành Tập hợp các tài liệu tham khảocó liên quan đến đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết có liên quan. Lập sơ đồ nghiên cứu:Hiđrocacbon vòng no Monoxicloankan Polixicloankan Công thức cấu tạo Danh pháp Cấu hình Cấu dạngThiết lập, chọn lọc các bài tập phù hợp với mục tiêu đề ra. II. NỘI DUNG Bài 1. Xicloankan là gì? Thếnào là monoxicloankan? Thế nào là polixicloankan ? Công thức chung của monoxicloankan là gì ? Bàigiải Xicloankan là hiđrocacbon no mạch vòng. Xicloankan có một vòng (vòng đơn) gọi làmonoxicloankan. Ví dụ: Xicloankan có nhiều vòng (đa vòng) gọi là polixicloankan. Ví dụ: nobonan làmột bixicloankan. bixiclo[2.2.1]heptan Monoxicloankan có công thức chung là CnH2n (n ≥ 3). Lưu ý:Trong chương trình hóa học phổ thông, xicloankan được hiểu là monoxicloankan. Bài 2. Viết công thứcphân tử và đọc tên theo IUPAC cho các xicloankan sau: (a) (b) 93

94. (d) (c) (e) (f) Bài giải Qui tắc đọc tên: Xiclo + tên mạch chính + an (a) (b) xiclopropan xiclobutan(d) (c) xiclopentan xiclohexan (e) (f) xicloheptan xiclooctan Bài 3. Viết công thức phân tử và đọc têntheo IUPAC cho các xicloankan sau: (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Bài giải Qui tắc đọc tên: số chỉ vị trí+ tên nhánh + xiclo + tên mạch chính + an 94

95. (a) (b) 1,2-dimetylxiclobutan metylxiclopropan (d) (c) 1,2,4-trimetylxiclohexan 1,1-dimetylxiclopentan (e) (f) 1-sec-butyl-2-etylxiclooctan 1-isopropyl-2-metylxicloheptan (g) (h)metylenxiclohexan 1-metyl-3-metylencyclopentan Bài 4. Cho biết công thức chung của hiđrocacbon cóhai vòng no, phân loại. Cho biết nguyên tắc đọc tên của các loại này. Bài giải Công thức chung củahiđrocacbon hai vòng no là CnH2n-2 n ≥ 4. Nó có 3 loại, đó là: - Hai vòng rời Lấy vòng lớn làm mạchchính, còn vòng nhỏ làm nhóm thế. Ví dụ: xiclopentylxiclohexan - Hai vòng có chung một nguyên tửmắt vòng, kiểu spiro. Mạch cacbon được đánh số hết vòng nhỏ đến vòng lớn, bắt đầu từ một nguyên tử ởkề nguyên tử chung. Tên của hiđro kiểu spiro gồm các bộ phận hợp thành theo trình tự sau đây: spiro +[các số nguyên tử cacbon riêng (từ số lớn đến số nhỏ)] + tên hiđrocacbon mạch hở tương ứng. Ví dụ: 2 16 6 5 8 3 4 10 9 spiro[4.5]decan - Hai vòng có chung cầu nối, kiểu bixiclo Mạch cacbon được đánh sốbắt đầu từ một nguyên tử chung (ở một đỉnh), đến các nguyên tử của cầu nối dài nhất, tiếp đến các cầunối ngắn hơn. 95

96. Tên của hiđrocacbon kiểu gồm các bộ phận hợp thành theo thứ tự sau: bixiclo + [số nguyên tử C ởcác cầu nối (ghi từ số lớn đến số nhỏ)] + tên của hiđrocacbon mạch hở tương ứng. Ví dụ: 9 1 2 3 8 7 6 45 bixiclo[4.3.0]nonan Bài 5. Hãy gọi tên cho các hợp chất sau. (a) (b) (c) (d) Bài giải (b) (a)xiclobutylxiclobutan xiclopropylxiclopentan (d) (c) 1-xiclopentyl-4-metylcyclohexan (3-metylcyclopentyl)xiclohexan Bài 6. Hãy gọi tên các chất sau: (a) (b) (c) (d) (e) (f) Bài giải 96

97. (b) (a) bixiclo[1.1.1]pentan bixiclo[2.1.1]hexan (d) (c) bixiclo[2.2.2]octan bixiclo[2.2.1]heptan (e)(f) bixiclo[4.1.1]octan bixiclo[3.1.1]heptan Bài 7. Gọi tên các hợp chất sau: (a) (b) (c) (d) (e) (f) Bàigiải: (a) spiro[2.2]pentan (c) (b) spiro[2.3]hexan (d) spiro[2.4]heptan (e) spiro[3.4]octan (f)spiro[4.5]decan spiro[2.5]octan Bài 8. Cho biết công thức cấu tạo của các chất có tên sau: (a)spiro[2,3]hexan (b) 1-metylspiro[2.3]hexan (c) spiro[3.4]octan (d) 5-etylspiro[3.4]octan (e)spiro[4.5]decan (f) 8-ipropylspiro[4.5]decan Bài giải (a) spiro[2,3]hexan (b) 1-metylspiro[2.3]hexan 24 3 1 5 6 spiro[2.3]hexan (c) spiro[3.4]octan 1-metylspiro[2.3]hexane (d) 5-etylspiro[3.4]octan 97

98. spiro[3.4]octan (e) spiro[4.5]decan 5-etylspiro[3.4]octan (f) 8-ipropylspiro[4.5]decan 7 1 6 2 8 5 3 9spiro[4.5]decan 4 10 8-ipropylspiro[4.5]decan Bài 9. Vẽ công thức cấu tạo của các hiđrocacbon hai vòngno sau: (a) Bixiclo[2.2.1]heptan (b) Bixiclo[5.2.0]nonan (c) Bixiclo[3.1.1]heptan (d) Bixiclo[3.3.0]octan

Bài giải (b) (a) bixiclo[2.2.1]heptan (c) bixiclo[5.2.0]nonan (d) bixiclo[3,3,0]octanbixiclo[3.1.1]heptan Bài 10.Cho biết công thức cấu tạo của các chất có công thức sau: (a) bixiclobutan

(b) 2-metylbixiclobutan (c) bixiclo[3.2.1]octan (d) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan Bài giải (a)Bixiclobutan (b) 2-metylbixiclobutan 1 2 4 3 bixiclo[1.1.0]butan (c) bixiclo[3.2.1]octan 2-metylbixiclo[1.1.0]butan (d) 8-metylbixiclo[3.2.1]octan 1 2 7 8 3 6 5 bixiclo[3.2.1]octan Bài 11.Đọc têncác chất sau: 98 4 8-metylbixiclo[3.2.1]octan

99. (b) (a) (c) (d) Bài giải Chú ý: Hai nhóm thế cùng phía là đồng phân cis, còn khác phía là đồngphân trans. cis-1,3-dimetylxiclohexan cis-1,2-dimetylxiclohexan trans-1-etyl-3-mehylxiclopentae trans-1,4-dimethylcyclohexan Bài 12.Xicloankan nào có đồng phân cis – trans ? Nếu có vẽ cả hai đồng phânđó. (a) 1,3-dimetylxiclopantan (b) Etylxiclopantan (c) 1-etyl-2-metylxiclobutan Bài giải (a) 1,3-dimetylxiclopantan. Có đồng phân cis – trans CH3 CH3 H3C CH3 cis-1,3-dimetylxiclopentan CH3 H3CCH3 CH3 trans-1,3-dimetylxyclopentan (b) Etylxiclopantan. Không có đồng phân cis-trans. C2H5 C2H5Hai chất trên là một. (c) 1-etyl-2-metylxiclobutan: Có đồng phân cis-trans CH3 C2H5 CH3 H H H3Ccis-1-etyl-2-metylxiclobutan C2H5 H H C2H5 H3C C2H5 trans-1-etyl-2-metylxiclobutan 99

100. Bài 13.Hai hợp chất hữu cơ A và B đều có công thức phân tử C 5H10. Cả hai đều không phản ứngvới Cl2 trong tối và lạnh. A phản ứng với Cl2 có ánh sáng, nhưng cho một sản phẩm duy nhất làC5H9Cl. Còn hợp chất B cũng tác dụng với Cl2 trong cùng điều kiện nhưng cho 6 đồng phân C5H9Clkhác nhau, có thể phân biệt bằng phương pháp vật lý. Hãy xác định cấu trúc của A, B và các sản phẩmmonoclo đó. Bài giải: A và B có công thức C5H10 nên chúng có thể là anken hoặc xicloankan. Theođều bài, các chất này không tác dụng với Cl2 tối và lạnh nên A và B là các xicloankan. A tác dụng vớiCl2 cho một monoclo duy nhất nên A là xiclopentan + as Cl2 Cl + HCl B tác dụng với Cl2 (ánh sáng)tao ra 6 dẫn xuất monoclo, nên B phải là metylxiclobutan. CH3 CH2Cl CH3 Cl CH3 Cl2 -HCl CH3 ClCl CH3 CH3 Cl Cl Bài 14.Sức căng Baeyer là gì? Bài giải Xuất phát từ hai tiên đề là các vòng no cócấu trúc phẳng và góc bình thường của hiđrocacbon no là 109028’, năm 1885, Baeyer cho rằng sự éonhỏ hay trương rộng các góc của vòng no đều dẫn đến một sức căng là cho tính bền của vòng giảm đi.Người ta gọi đó là sức căng Baeyer. Sức căng càng lớn, vòng tương ứng càng ít bền. Độ mạnh của sứccăng được đánh giá bằng θ. θ được tính theo công thức ( n − 2) ×180 1 θ = 109 0 28'− 2 n ví dụ: n 3 4 5 6 7 8 9 0 0 0 0 0 0 24 44’ 9 44’ 0 44’ -5 44’ 9 33’ 12 46’ -15006’ θ Bài 15.Vì sao nói liênkết C-C trong xilopropan được gọi là “liên kết quả chuối” ? Bài giải Xiclopropan là hợp chất vòng noduy nhất có cấu tạo phẳng. Theo quan niệm hiện đại, phần xen phủ cực đại của các đám mây electronkhông nằm trên đường thẳng nối liên hai nguyên tử cacbon mà có sự uốn cong. Sự uốn cong này làmcho phần xen phủ đám mây electron có giảm đi, nhưng sắp xếp như thế có lợi về mặt năng lượng. Cácliên kết C-C này được gọi là “liên kết quả chuối”, nó mang tính chất trung gian giữa liên kết σ và π bìnhthường. Do sự uốn cong như vậy, thực tế góc liên kết của vòng chỉ bằng 1060 chứ không phải 109028’và lớn hơn nhiều so với góc cấu tạo phẳng của tam giác đều (600). Xiclopropan rất dễ bị mở vòng dướitác dụng của hiđrohalogenua, Br2 và bị hiđro hoá có chất xúc tác. 100

101. Bài 16.Thế nào là lực đẩy Pitze? Bài giải Thực tế, các vòng no (trừ xiclopropan) không phải lànhững vòng phẳng. Trong một vòng ngoài sức căng góc Baeyer có có một lực đẩy nữa đó là lực đẩygiữa các nguyên tử hiđro ở trạng thái che khuất một phần hay toàn phần gây nên, đo đó một vài nguyêncacbon của vòng bị lệch ra khỏi mặt phẳng vòng. Lực đẩy đó gọi là lực đẩy Pitze Bài 17.Nguyên nhânnào để xiclobutan tồn tại ở dạng không phẳng? Bài giải Theo quan niệm hiện nay, xiclobutan có cấutạo không phẳng góc gấp có giá trị khoảng 20250. Tính không phẳng của xiclobutan được chứng tỏ từcác dữ kiện thực nghiệm của giản đồ Rơnghen, giản đồ electron, momen lưỡng cực, phổ cộng hưởng từhạt nhân và một số phương pháp khác. Nguyên nhân chủ yếu để xiclobutan tồn tại dạng không phẳng làđể giảm sức căng Pitz. Bài 18.Xiclopentan tồn tại hai cấu dạng không phẳng: dạng “phong bì” và dạng“nửa ghế”. Hãy vẽ hai cấu dạng này và cho biết dạng nào có tâm đối xứng, dạng nào có trục đối xứng. Bài giải Nếu giả sử phân tử xiclopentan nằm trên một mặt phẳng thì góc lệch 0044, do đó coi như khôngcó sức căng Baeyer. Nhưng ở đây 5 liên kết C-C ở dạng che khuất nên lại xuất hiện sức căng Pitz. Thựctế xiclopentan tồn tại hai cấu dạng không phẳng là cấu dạng phong bì có mặt phẳng đối xứng nên còn gọilà cấu dạng Cs. Cấu dạng nửa ghế có trục đối xứng bậc hai nên còn C5 gọi là cấu dạng C2. C2 Lưu ý:Khi thực hiện phép quay phân tử xung quanh trục đối xứng Cn một góc ϕ = 2π sao n cho phân tử trùngvới chính nó. Trục quay Cn gọi là trục đối xứng cấp n. Bài 19.Dựa vào giản đồ thế năng sau, cho biếtcấu dạng nào của xiclohexan bền nhất ? Giải thích ? 101

102. Bài giải Cấu dạng ghế bền hơn cấu dạng thuyền, vì nó có thế năng thấp nhất. Nguyên nhân dẫnđến sự khác nhau về độ bền giữa hai dạng ghế và thuyền là lực đẩy tương tác giữa các nguyên tử hiđrocủa vòng. Ở dạng ghế tất cả đều được phân bố theo hình thể xen kẽ. Trong khi đó ở dạng thuyền chỉ có 4

hệ thống (C1-C2, C3-C4, C4-C5 và C6-C1) là phân bố xen kẻ, còn hai hệ thống còn lại C2-C3 và C5-C6) thì phân bố che khuất. Hơn nữa nguyên tử H ở C1 và C4 chỉ cách nhau 0 1,84 A nên nó có một lựcđẩy khoảng 3 kcal/mol. Tổng cộng thế năng của dạng thuyền lớn hơn dạng ghế 6,8 kcal/mol. Công thứcNewman dạng ghế Công thức Newman dạng thuyền Bài 20.Trong xiclohexan, xác đinh liên kết trục(axial) và liên kết biên (equatorial). So sánh tính bền của a-metylxiclohexan và e-metylxiclohexan. Giảithích. Bài giải Trong xiclohexan, sau nguyên tử cacbon ở dạng ghế được phân bố trên hai mặt phẳngsong song. Mặt phẳng thứ nhất chứa C1, C3 và C5 ; mặt phẳng thứ hai chứa C2, C4 và C6. Trục đốixứng bậc ba của phân tử thẳng góc với hai mặt phẳng. 12 liên kết C-H được chia làm hai nhóm: nhómthứ nhất gồm 6 nguyên tử H song song với trục đối xứng bậc ba ( 3 liên kết hướng lên và 3 liên kếthướng xuống). Ta gọi đó là liên kết trục, ký hiệu là a (axial). Nhóm thứ hai gồm 6 liên kết còn lại,chúng hướng ra ngoài biên phân tử (tạo với trục đối xứng một góc 1090 được gọi là liên kết biên, kíhiệu là e (equatorial). Kết quả khảo sát lý thuyết cũng như thực nghiệm e-metylxiclohexan bền hơnametylxiclohexan. Ở nhiệt độ thường e-metylxiclohexan chiếm 95% còn a-metylxiclohexan chiếm 5%.102

103. a-metylxiclohexan kém bền vì có đến hai tương tác syn, trong kho đó e-metylxiclohexan không cótương tác syn nào cả. e-metylxiclohexan a-metylxiclohexan Bài 21.Xét cấu dạng sau: 5 4 6 3 1 2 (a)Nhóm metyl gắn phía dưới C-6 là liên kết trục (axial) hay liên kết biên (equatorial) ? (b) So sánh độ bềnkhi nhóm metyl gắn phía dưới C-1 và C-4. (c) Khi nhóm metyl gắn vào C3 thì tạo ra cấu dạng bền, vậynó gắn vào dưới hay trên? Bài giải (a) Nhóm CH3 là liên kết trục (a) 6 CH3 (b) C-1 kém bền hơn C-4, vì liên kết trục kém bền hơn liên kết biên (e). CH3 1 H3C 4 (c) Nhóm CH3 gắn vào C-3 tạo ra cấudạng bền thì phải là liên kết biên, tương ứng với vị trí này là gắn vào phía dưới. H H3C Bài 22.Xác địnhcấu trúc bền trong mỗi cặp cấu dạng cho dưới đây? 103

104. Bài giải: Các cấu dạng bền là: Bài 23.Đốt cháy hoàn toàn etylxiclopropan và metylxiclobutan, sosánh năng lượng giải phóng của mỗi đồng phân. Bài giải Etylxiclopropan và metylxiclobutan là đồngphân (đều có công thức phân tử C5H12). Đồng phân nào bền giải phóng năng lượng thấp.Etylxiclopropan có sức căng góc lớn và kém bền hơn metylxiclobutan. CH3 CH2CH3 metylxiclobutanetylxiclopropan 808,8 kcal/mol 801,2 kcal/mol Bài 24.So sánh tính bền của đồng phân lập thể 1,3,5-trimetylxiclohexan. H H H H CH3 H3C H CH3 CH3 H3C H3 C H cis-1,3,5-trimetylxiclohexan trans-1,3,5-trimetylxiclohexan Bài giải Tất cả nhóm CH3 là equatorial trong cis-1,3,5-trimetylxiclohexannên nó bền hơn trans-1,3,5trimetylxiclohexan có chứa một nhóm CH3 là axial. H H CH3 CH3 H3C H3CCH3 H H H H CH3 cis-1,3,5-trimetylxiclohexan 104

105. H H CH3 CH3 H3C H H CH3 CH3 H H3C H trans-1,3,5-trimetylxiclohexan Bài 25.Viết cấu trúcphân tử có cấu dạng bền nhất cho mỗi hợp chất sau: (a) trans-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan (b) cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan (c) trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan (d) cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan Bài giải (a) Để có đồng phân cấu dạng bền nhất thì nhóm tert-butyl là equatorial. Sauđó thêm nhóm CH3 (axial) vào C-3 của vòng xiclohexan. H H CH3 C(CH3)3 C(CH3)3 H trans-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan (b) Trước tiên vẽ xiclohexan ở dạng ghế với một nhóm tert-butyl ở vị tríequatorial. Để tạo ra cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan thì phải gắn nhóm metyl vào C-3 ở vị tríequatorial. H H C(CH3)3 H3C cis-1-tert-butyl-3-metylxiclohexan (c) trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan cả hai nhóm tert-butyl và C-4 metyl đều là equatorial. H H3C C(CH3)3 H trans-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan (d) Lần nữa, nhóm tert-butyl ở vị trí equatorial, tuy nhiên, trong cis-1-tert-butyl-4metylxiclohexan, C4-metyl phải ở vị trí axial. H H C(CH3)3 CH3 cis-1-tert-butyl-4-metylxiclohexan 105

106. Bài 26.Vẽ các đồng phân và gọi tên của hiđrocacbon có hai vòng nhưng không chứa nhóm thếankyl có công thức phân tử C5H8. Bài giải spiropentan bixiclo[2.1.0]pentan bixiclo[1.1.1]pentane Bài27.Viết các đồng phân và gọi tên của hiđrocacbon có hai vòng nhưng không chứa nhóm thế ankyl cócông thức phân tử C6H10 Bài giải spiro[2.3]hexan bixiclo[2,2,0]hexan bixiclo[3,1,0]hexanxiclopropylxiclopropan bixiclo[2,1,1]hexan Bài 28.Hãy vẽ một mô hình phân tử cho nobonan(bixiclo[2,2,1]heptan). Vòng 6 cạnh ở dạng thuyền hay ghế? Hợp chất monoclo nobonan có bao nhiêuđồng phân khác nhau? Bài giải nobonan Vòng 6 cạnh của nobonan ở dạng thuyền. monoclo nobonancó 4 đồng phân: Cl Cl Cl Cl A B C D A và B có thể có đồng phân quang học Bài 29.Nhiệt đốt cháy củamột số xicloankan như sau: Xicloankan Xicloankan ∆H (kcal/mol) ∆H (kcal/mol) Xiclopropan 499,83Xiclonoan 1429,50 Xiclobutan 655,86 Xiclođecan 1586,00 Xiclopentan 793,52 Xiclounđecan 1742,40Xiclohexan 944,48 Xiclđođecan 1892,40 Xicloheptan 1108,20 Xicltriđecan 2051,40 Xiclooctan 1269,20

Xiclotetrađecan 2203,60 Hãy tính nhiệt đốt cháy của nhóm metylen trong mỗi xicloankan. Hãy tính sứccăng góc trong các xicloankan trên. Biết rằng xiclohexan là tượng trưng cho hệ không có sức căng góc(sức căng góc tự do). Hãy liệt kê các loại sức căng góc trong các vòng có kích thước khác nhau. (b) Hãygiải thích tại sao những vòng có kích thước trung bình (C7-C11) được tổng hợp với hiệu suất thấp hơn sovới vòng nhỏ (C3-C6) hoặc vòng lớn (C12-Cn)? 106

107. Bài giải (a) Để tính nhiệt đốt cháy của mỗi nhóm CH2 có trong các xicloankan ta lấy nhiệt đốtcháy của xicloankan đó chia cho số nguyên tử C. Hexan có sức căng góc bằng không nên nhiệt đốt cháycủa nhóm CH2 khi không có sức căng góc là 157,41 kcal/mol. Từ đó ta có thể tính được nhiệt đốt cháycủa các xicloankan tương ứng khi không có sức căng góc bằng cách lấy 157,41 nhân cho số nguyên tửcacbon. Kết quả thể hiện trong bảng sau. n Nhiệt đốt cháy Nhiệt đốt cháy của Nhiệt đốt cháy Sức cănggóc kcal/mol CH2 kcal/mol không có sức căng kcal/mol góc kcal/mol 499.83 3 166.61 472.24 27.59655.86 4 163.97 629.65 26.21 793.52 5 158.7 787.07 6.45 944.48 6 157.41 944.48 0 1108.2 7 158.311101.89 6.31 1269.2 8 158.65 1259.31 9.89 1429.5 9 158.83 1416.72 12.78 1586 10 158.6 1574.1311.87 1742.4 11 158.4 1731.55 10.85 1892.4 12 157.7 1888.96 3.44 2051.4 13 157.8 2046.37 5.032203.6 14 157.4 2203.79 -0.19 Nhận xét Sức căng góc giảm dần từ xiclopropan đến xiclohexan. Vì cósự kết hợp sức căng góc (sức căng Bayer) và sự đẩy tương hỗ giữa các nhóm thế ở vị trí che khuất (sứccăng Pitzer). Các vòng lớn n ≥ 12 sức căng góc nhỏ không đáng kể. Các vòng trung bình (C7-C11) cósức căng góc. (b) Entropi ảnh hưởng đến cấu dạng của vòng nhỏ. Những vòng này có khả năng đóngvòng lớn ngay cả khi có sức căng. Những vòng lớn có thể tạo ra với hiệu suất hợp lý vì chúng có sứccăng góc bé và yếu tố entropi có thể vượt qua bằng sự lựa chọn điều kiện phản ứng phù hợp. Các vòngtrung bình về mặt entropi và sức căng đều không thuận lợi nên hiệu suất phản ứng nhỏ. Bài 30.So sánhđộ bền của hai cấu dạng sau, giải thích ? H H CH CH 3 3 CH3 H H H3C H H3C CH3 HH (A) H (B) Bài giải Cấu dạng B bền hơn cấu dạng A vì có 2 CH3 – H 1,3-diaxial repulsions trong khi đó cấu dạng Acó một CH3-CH3 1,3-diaxial repulsion và hai CH3-H 1,3-diaxial repulsion. Bài 31.Vẽ các cấu dạng ghếcủa trans-1,2-dimetylxiclohexan và cis-1,2-dimetylxiclohexan. So sánh độ bền của các cấu dạng đó. Bài giải 107

108. CH3 (a) CH3 (e) CH3 (e) bÒ h¬n n CH3 (a) trans-1,2-dimetylxiclohexan CH3 (e) (e) CH3 CH3 (a)CH3 (a) cis-1,2-dimetylxiclohexan Hai cÊ d¹ ng nµy cã ® bÒ nh nhau u é n Bài 32.Vẽ các cấu dạng ghếcủa trans-1,3-dimetylxiclohexan và cis-1,3-dimetylxiclohexan. So sánh độ bền của các cấu dạng đó. CH3(a) CH3 (e) H3C (e) CH3 (a) trans-1,3-dimetylxiclohexan Hai cÊ d¹ ng nµy cã ® bÒ nh nhau u é n CH3(e) H3C (e) bÒ h¬n n (a) CH3 (a) CH3 cis-1,3-dimetylxiclohexan Bài 33.Vẽ các cấu dạng ghế của trans-1,4-dimetylxiclohexan và cis-1,4-dimetylxiclohexan. So sánh độ bền của các cấu dạng. Bài giải CH3(a) (e) H3C CH3 (e) (a) CH3 bÒ h¬n n trans-1,4-dimetylxiclohexan CH3 (e) H3C (e) (a) CH3 CH3 (a)cis-1,4-dimetylxiclohexan Hai cÊ d¹ ng nµy cã ® bÒ nh nhau. u é n Bài 34.(a) 2-Isopropyl-5-metylxiclohexanol có 4 đồng phân cis – trans, hãy viết các đồng phân đó. (b) Vẽ cấu dạng của các đồngphân đó. Trong số 4 đồng phân đó đồng phân nào bền nhất? Bài giải 108

109. (a) Công thức của 4 đồng phân (b) Biểu diễn các cấu dạng (c) Cấu dạng bền nhất là trans-2-Isopropyl-cis-5-metylxiclohexanol. Vì tất cả các nhóm thế đều ở dạng e. Bài 35.Giải thích tại sau 1,2-dimetylxiclohexan có đồng phân hình học trong khi đó 1,2dimetylxiclododecan thì không ? Di vòngxiclododecan đủ lớn để các nhóm nguyên tử có thể quay tự do, vì thế nó không thể tồn tại đồng phân cis-trans. Bài 36.Viết công thức các đồng phân lập thể không đối quang(đồng phân lập thể đi - a ) của 2 clo- 1,3 - đimetylxiclohexan và cho biết cấu trúc sản phẩm tạo thành khi cho các đồng phân đó tác dụng vớiCH3ONa. Bài giải CH 3 Cl CH3 CH 3 CH 3 CH3 Cl Cl CH 3 I CH 3 Cl II III CH3 109

110. H H H H CH3 H3C Cl H3C Cl C¶ 2 H ë C bªn c¹ nh ® u t¸ ch ® î c. Ò CH3 H CH3 CH3 Kh«ng t¸ch ® î c v×H ë C bªn c¹ nh kh«ng ® ång ph¼ ng vµ ® u ë vÞtrÝcis ® ví i clo. Ò èi Cl ChØ 1 H lµ t¸ ch® î c. cã CH3 CH3 CH3 1,3 § imetylxiclohexen CH3 1,3 § imetylxiclohexen Bài 37.Sáu hiđrocacbonA, B, C, D, E, F đều có công thức phân tử C4H8. Cho từng chất vào brom trong CCl4 khi không chiếusáng thì thấy A, B, C, D tác dụng rất nhanh., E tác dụng chậm hơn, còn F thì hầu như không phản ứng.Các sản phẩm thu được từ B và C là những đồng phân quang học không đối quang(đồng phân lập thể đi- a) của nhau. Khi cho tác dụng với H2(Pd, t0) thì A, B, C đều cho cùng một sản phẩm G. B có nhiệt độsôi cao hơn C. 1. Xác định công thức của 6 hiđrocacbon trên. Giải thích? 2. So sánh nhiệt độ sôi của Evà F. 3. Nếu có C, D, E, F. Hãy nêu phương pháp hoá học nhậh biết chúng. Bài giải. 1. Các đồngphân có thể có của C4H8: CH3 CH2 CH CH2 CH3 C CH2 CH3 CH H2C CH3 CH3 CH CH3 CH CHCH3 CH2 CH2 H2C CH2 H2C CH CH3 - Vì F hầu như không phản ứng với Br2/CCl4, nên F là: H2C

CH2 H2C CH2 - E tác dụng chậm với Br2/CCl4, nên E là: CH2 H2C CH CH3 - Vì A, B, C được hiđrohoá đều cho cùng một sản phẩm G chứng tỏ A, B, C có khung C như nhau, nên còn lại D: CH3 C CH2CH3 Vì B, C tác dụng với Br2/CCl4 cho những đồng phân quang học không đối quang của nhau(có ítnhất 2*C), nên B và C là đồng phân cis - trans của nhau. Do B có nhiệt độ sôi cao hơn C nên B là đồngphân cis (phân cực hơn). 110

111. B: CH3 CH3 C H C: CH3 C C H H H C CH3 → A: CH3 - CH2 - CH = CH2 III. KẾT LUẬNNghiên cứu đề tài này, chúng tôi đã thu được một số kết quả sau: 1. Tổng quan được lý thuyết của đề tàinghiên cứu. 2. Chúng tôi đã thiết kế và chọn lọc 37 bài tập về danh pháp và lập thể của hiđrocacbonvòng no có lời giải, trong đó: Bài tập về khái niệm: 9 bài Bài tập về danh pháp: 9 bài Bài tập về cấuhình: 4 bài Bài tập về cấu dạng: 11 bài Bài tập tổng hợp: 4 bài 3. Xây dựng được hệ thống bài tập từ dễđến khó, từ đơn giản đến phức tạp, giúp cho các em học sinh dễ tiếp thu. Đề tài này là một tài liệu giúpcác em học sinh tự học, tự nghiên cứu, là tài liệu tham khảo cho giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi cáccấp. Kiến nghị: Danh pháp và lập thể của các hợp chất khác, như : hiđrocacbon không no, hiđrocacbonthơm và các dẫn xuất của hiđrocacbon sẽ tiếp tục nghiên cứu sau này. 111

112. TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Đình Bạch(2001), Những vấn đề hóa học hữu cơ, NXB Khoa họcvà Kỹ thuật Trịnh Đình Chính (1995), Cơ sở lý thuyết hóa lập thể, Tài liệu BDTX. Trần Quốc Sơn,(1977), Cơ sở lí thuyết hóa hữu cơ, NXB Giáo dục. Trần Quốc Sơn – Trần Thị Tửu (2003), Danh pháphợp chất hữu cơ. Thái Doãn Tĩnh (2002) Giáo trình cơ sở lý thuyết hóa học, NXB Khoa học và Kỹ thuật.Nguyễn Trọng Thọ (2000), Olympic hóa học – Việt Nam và Quốc tê, tập 3 – Những bài tập chuẩn bịcho kì thi Olympic quốc tế lần thứ 30, 31, 32, NXB Giáo dục. [7.] Ngô Thị Thuận (1999), Hóa học hữucơ, phần bài tập, NXB Khoa học và Kỹ Thuật. [8.] Nguyễn Đình Triệu (2003), 2000 Câu hỏi và bài tậptrắc nghiệm hóa học hữu cơ, Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ Thuật. [9.] Francis A. Carey (1996), OrganicChemistry, The McGraw-Hill [10.] Robert Thormnton Morrison (1992), Organic Chemistry, PrenticeHall. [11.] http://depts.washington.edu/chemcrs/bulkdisk/chem237B_aut06/handout_Chapter_3_CHEM237Baut06.pdf [12.] http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch03/ch3-0.html [13.]http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch03/ch3-0.html [14.]http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch03/ch3-0.html [15.]http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch03/ch3-0.html [16.]http://www.columbia.edu/itc/chemistry/chem-c3045/organic/text_chapters/ch3.html [17.]http://www.chem.uic.edu/web1/OCOL-II/WIN/ALKANE/F3.HTM [18.]http://stezlab1.unl.edu/Chem251-2005/PowerPoint/JJSChapter%203.ppt [19.]http://www.cem.msu.edu/~parrill/movies/conf.html [20.]http://www.chemistry.mcmaster.ca/courses/2oa3/lecture_two.pdf [21.]http://www.chemistry.mcmaster.ca/courses/2oa3/lecture_two.pdf [22.]http://chemistry.uca.edu/faculty/manion/2401/2401res/chap4.pdf [1.] [2.] [3.] [4.] [5.] [6.] 112

113. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ SACCARIT TRONG GIẢNG DẠY CÁC LỚP CHUYÊN HÓA HỌC PHỔTHÔNG Th.s. Cao văn Giang. Trường THPTchuyên ĐHSP Hà nội LỜI NÓI ĐẦU Trong quá trìnhgiảng dạy cho các lớp chuyên Hóa học phần cacbohydrat, chúng tôi nhận thấy rằng: học sinh rất lúngtúng trong phần cấu trúc phân tử, các danh pháp tương đối và tuyệt đối, vận dụng giải các bài tập. Nhằmtrao đổi tháo gỡ bớt các lúng túng đó, chúng tôi lấy monosaccarit làm cơ sở cho việc nghiên cứu saccarit.Trong phạm vi bài viết này chúng tôi chỉ trình bày các vấn đề sau: 1.Một số khái niệm mở đầu. 2. Phânloại. 3. Cấu trúc của monosaccarit 4.Các phản ứng tiêu biểu 5. Giới thiệu một số bài tập được tuyển chọtừ đề thi học sinh giỏi môn Hóa học cấp quốc gia, quốc tế. CACBOHIĐRAT. I. MỘT SỐ KHÁI NIỆMMỞ ĐẦU. Cacbohidrat là nhóm hợp chất hữu cơ tạp chức , có nhiều trong thiên nhiên, đặc biệt trongthực vật (chiếm trên 80% khối lượng khô) I.1. Các tên gọi khác nhau của cacbohydrat 1. CacbohidratCông thức phân tử của chúng có dạng Cn(H2O)m , nên được gọi là cacbohidrat. Tuy nhiên chúng khôngphải là hiddrat của cacbon. Cacbon không tan trong nước.. 2. Đường Đường ( sugar). Từ “ sugar” cóxuất xứ từ tiếng Phạn. “su” nghĩa là ngọt ‘ gar” nghĩa là cát., tức là cát ngọt. 3. Saccarit Tiếng Latinh “saccharum” cũng có nghĩa là đường và từ đó từ saccarit được dùng thay cho từ cacbohidrat. 4. GluxitTên này có xuất xứ từ tiếng Hi-lạp“ glucus) nghĩa là ngọt. Tóm lại cacbohidrat, đường, saccarit là ba têngọi khác nhau của cùng một loại hợp chất hữu cơ. I.2. Phân loại: Cacbohiđrat được phân thành ba nhómchính sau đây: 1. Monosaccarit (monozơ): là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thủy phân được.Ví dụ: glucozơ, fructozơ (C6H12O6) . Monosaccarit ở dạng mạch hở nếu thuộc loại polihidroxiandehydthì gọi là andozơ, còn nếu thuộc loại polihidroxixeton thì gọi là xetozơ. Chúng đều có đuôi ozơ ( tiếng

Anh ose) Tùy vào số nguyên tử cacbon trong phân tử mà monosaccarits được gọi là : 3C- Triozơ (andotriozơ hoặc xetotriozơ) 4C- tetrozơ, 5C- pentozơ, 6C- hexozơ, 7C- heptozơ 2. Oligosaccarit(oligozơ): là nhóm cacbohiđrat mà khi thủy phân hoàn toàn sinh ra 2 - 10 phân tử monosaccarit. Ví dụ:saccarozơ, mantozơ (C12H22O11) , rafinozơ,melexitozơ (C18H32O16) 3. Polisaccarit: là nhómcacbohiđrat phức tạp mà khi thủy phân đến cùng sinh ra nhiều hơn 10 phân tử monosaccarit. Ví dụ: tinhbột, xenlulozơ (C6H10O5)n Polisaccarit được chia thành 2 loại: homopolisaccarit và heteropolisaccarit.113

114. homopolisaccarit khi bị thủy phân hoàn toàn cho nhiều hơn 10 monosaccarit cùng loại ví dụ tinhbột, xenlulozơ. Heteropolisaccarit khi bị thủy phân đến cùng cho 2 hay nhiều loại monosaccarit khácnhau ví dụ aga-aga. II- CẤU TRÚC PHÂN TỬ. Cần phải nói rõ hơn về khái niệm cấu trúc phân tử, nóbao gồm cấu tạo phân tử và hình dạng không gian của phân tử thường hiểu là cấu hình phân tử 1. Cấutạo dạng mạch hở của monosaccarit. Cấu tạo dạng mạch hở của monosaccarit ví dụ của glucozo được xácđịnh bằng thực nghiệm. Có thể tóm tắt bằng sơ đồ các phản ứng sau [Ag(NH3)2]+; t0 C6H12O6(glucozo) HI du HCN (1) C6H7O(OCOCH3)5 (CH3CO)2O Ag + .... (2) CH3(CH2)4CH3 + I2 +H2OC5H11O5CHOH-CN HOH,H+ HIdu (3) C5H11O5CHOH-COOH (4) CH3(CH2)4COOH Từ các thínghiệm suy ra : (1) glucozo có chức andehyd –CHO (2) glucozo có 5 nhóm OH , thuộc rượu 5 chức (3)và (4) suy ra gluco có mạch cacbon không phân nhánh. Vậy cấu tạo dạng mạch hở của glucozơ như sau 6H2C OH 5H 4 H 3 H 2 C C C OH OH OH H1 C H C OH OH CHO Viết gọn là CH2(OH)(CHOH)4CHO2. Cấu hình của monosaccarit. Đồng phân quang học a. Cấu hình của andohexozơ Ta lấypolihidroxiandehyd đơn giản nhất là glixerandehyd hay 2,3-dihidroxipropanal làm ví dụ điển hình đểkhảo sát. Phân tử nà có một nguyên tử cacbon bất đối (C*) hay còn gọi là có 1 trung tâm bất đối nên có2 enantiome hay hai đối quang 114

115. Cấu hình S : OH > CHO >CH2OH > H 115

116. Anđohexozơ có 4C* ( 4 nguyên tử cacbon bất đối sẽ có 24 = 16 đồng phân gồm có 8 đồng phân dãyD và 8 đồng phân dãy L. Tuy nhiên trong tự nhiên chỉ gặp các đồng phân dãy D. Ví dụ 116

117. CHO H H H H CHO HO H OH OH OH OH CH2OH H H H CHO H HO H H OH OH OH CH2OHDAlloz¬ DAltoz¬ OH H OH OH CH2OH Dglucoz¬ H H CHO CHO CHO HO H HO H OH OH CH2OHH H HO H Dmannoz¬ OH OH H OH CH2OH DGuloz¬ HO H HO H H OH H OH CH2OH DIdoz¬ HCHO OH HO HO H H H OH CH2OH DGalactoz¬ HO HO HO H CHO H H H OH CH2OH DTaloz¬Chú ý ! *Các andohexozơ chỉ khác nhau cấu hình của một nguyên tử C* được gọi là đồng phân epimecủa nhau thí dụ các cặp đồng phân epime ở C2 là D- glucozơ và D- mantozơ; ở C4 là Dglucozơ và D-galactozơ. cÆ ® p ång ph© epime n ë nguyªn tö C2 CHO H OH HO H H OH H OH CH2OH D-glucozoHO HO H H CHO H H OH OH CH2OH D-mantozo cÆ ® p ång ph© epime n ë nguyªn tö C4 H HO HH CHO OH H OH OH CH2OH H HO HO H D-glucozo CHO OH H H OH CH2OH D-galactozo * cấuhình tương đối là cấu hình dùng glixerandehyd làm chuẩn gắn với danh pháp D/L. Cấu hình tuyệt đối làcấu hình gắn với trung tâm bất đối và gắn với danh pháp R/S. b.Cấu hình của xetohexozơ Tương tự nhưandozơ, xetozơ lấy 1,3,4-trihidroxibutan-2-on-làm chuẩn cho danh pháp D/L CH2OH CH2OH C O1,3,4-Trihydroxy-butan-2-on H C OH CH2OH DEritruloz¬ C O HO C H CH2OH LEritruloz¬ D-eritrulozơ làm chuẩn cho dãy D Các xetohexozơ có công thức cấu tạo Phân tử có 3 nguyên tử C* nên co23 = 8 đồng phân quang học. 4 dãy D và 4 dãy L. 4 đồng phân dãy D của xetohexozo CHO CHO CHOCHO HO H H OH H OH HO H HO H HO H H OH H OH H OH H OH H OH H OH CH2OH CH2OHCH2OH CH2OH D(-)-Ribozo D(-)-Lixozo D(+)-Xilozo D(-)-Arabinozo Trong thiên nhiên Arabinozơtồn tại chủ yếu dạng L(+)-arabinozơ. 3. Cấu trúc mạch vòng của monosaccarit-Đồng phân anome. a.Cấuhình Ở trạng thái rắn, các monosaccarit tồn tại chủ yếu ở dạng mạch vòng 5, cạnh hoặc 6 cạnh. Như đãbiết ở phần xicloancan, vòng 6 cạnh là chủ yếu.Vòng 5 cạnh gọi là furanozơ , 6 cạnh gọi là pyranozơ. Vídụ đối với D- glucozơ là 117

118. α − D(+ ) − glucozopyranozo H HO H H α − D(+) − glucozofuranozo β − D(+) − glucozopyranozoCHO OH H OH OH CH2OH β − D(+) − glucozofuranozo Dạng vòng được tạo ra do nguyên tử H củanhóm OH ở C5 tách ra cộng vào nhóm cacbonyl C=O ở C1 tạo ra nhóm C1-OH, nhóm OH này được gọilà nhóm hidroxyl semiaxetal (hay hemiaxetal). Đồng phân có nhóm hemiaxetal nằm bên phải gọi là đồngphân α, còn nằm bên trái gọi là β . Hai đồng phân này chỉ khác nhau cấu hình C1( nguyên tử C* mớihình thành) được gọi là hai đồng phân anome. Tùy từng monosaccarit mà hàm lượng từng đồng phânanome trong cân bằng cũng khác nhau. Đồng phân anome nào có năng lượng nhỏ hơn sẽ chiếm hàm

lượng cao hơn. Ví dụ: Đối với glucozơ và galactozơ, tỉ lệ α : β là 3 6 : 64, trong khi đó đối với manozơ tỉlệ này là 68:32. Dạng vòng của monosaccarit được biểu diễn ở dạng chiếu Haworth ( đọc là Havooc).Vòng 5,6 cạnh được qui ước chiếu xuống mặt phẳng thẳng góc với mặt phẳng trang giấy. Nguyên tử Otrong vòng được viết ở đỉnh bên phải xa mắt ta. Trong dung dịch nước các andohexozơ tồn tại đồng thờicả dạng mạch hở và cả hai loại vòng 5 cạnh 6 cạnh, các dạng này chuyển hóa cho nhau theo một cânbằng. Công thức chiếu Haworth của các dạng andohexozơ cH2OH 5 H OH 3 4 O H H 1 2 OH OH OH HOH H C1 H HO H H OH H OH O CH2OH α − D (+) − glucozopyranozo H HO CH2OH H 4 OH O H H1 4 H OH H 3 HOH 2 OH 1 3 2 OH H H β − D(+) − glucozopyranozo OH H 6 OH OH O OH 4 CHOOH H H α − D(+) − glucozofuranozo cH2OH 5 H OH CH2OH OH 1 C1 1 H 2 OH HO 3 H H 4O H 5OH 6 CH OH 2 β − D (+) − glucozofuranozo 6 CH OH 2 5 H OHO 4 H OH 3 H OH HH 1 2 OH Chú ý!Trên cơ sở cấu trúc vòng có thể giải thích một số hiện tượng sau: Hiện tượng 1:Hòa tan đồng phân α-(D)-glucozơ tinh khiết có góc quay cực riêng [ α ] D = +1120 vào nước; hoặc hòa tan β -(D)-glucozơtinh khiết có góc quay cực riêng [ α ] D = +18, 70 vào nước. Khi đạt tới cân bằng đều thu được dungdịch có [ α ] D = +52, 70 . Hiện tượng này xảy ra là do sự chuyển hóa giữa hai đồng phân anome trongdung dịch còn 118

119. gọi là sự quay hỗ biến. Ta có thể tìm được % số mol mỗi đồng phân ở trạng thái cân bằng như sau:Gọi số mol α và β lần lượt là x, y. ta có hệ x+y=1 và 112x + 18,7y=52,7. Từ đó tìm được x= 0,36, y-0,64. Hiện tượng 2: Cho α hoặc β -(D)-glucozơ pyranozơ tác dụng với CH3OH có mặt của khí HCl khanxúc tác, thấy chỉ có 1 nhóm OH phản ứng, đó là nhóm semiaxetal tạm thành metylglucozit - Khi nhómOH ở C1 đã chuyển thành nhóm OCH3, dạng vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa. -Phản ứng này dùng để chứng minh dạng mạch vòng của glucozơ b.Cấu dạng Tương tự như xiclohexancac hexopiranozơ tồn tại ở dạng ghế: dạng C1 và 1C. Ví dụ: 4 5 5 O O 1 4 C1 α-(D)-glucozơpyranozơ 1cβ -(D)-glucozơpyranozơ OH H OH H HO HO 1 HO H HO HO HO OH OH H H H Cấu trúc vòng củaxetohexozơ cũng được xem xét tương tự như andohexozơ H OH OH H III. MỘT SỐ PHẢN ỨNG TIÊUBIỂU III.1. Phản ứng của nhóm hydroxyl a. Phản ứng với Cu(OH)2, trong môi trường kiềm tạo thànhphức chất màu xanh lam giống poliancol. b. Phản ứng tạo este. Giống ancol, các monosaccarit tác dungvới clorua axit hoặc anhydrit axit, sẽ tạo thành este 119

120. c. Phản ứng tạo glicozit Do ảnh hưởng của nguyên tử oxy trong vòng mà nhó -OH semiaxetal cókhả năng phản ứng cao hơn các nhóm –OH khác ví dụ tạo metyglicozit. d. Phản ứng tạo thành ete 120

121. e. Phản ứng tạo axetal vòng và xetal vòng. 121

122. 122

123. III.2. Phản ứng của nhóm cacbonyl. a. Phản ứng oxy hóa giữ nguyên mạch cacbon. Nhóm chức andehyd của monosaccarit bị oxi hóa bởi ion Ag+ trong dung dịch amoniac, (thuốc thử Tollens), ion Cu2+trong môi trường kiềm hoặc thuốc thử Fehling, nước brom vv…tạo thành axit andonic hoặc muối củachúng. CH2OH[CHOH]4CHO + 2[Ag(NH3)2]OH CH2OH[CHOH]4COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O(amoni gluconat) - Với dung dịch Cu(OH)2 trong NaOH, đun nóng (thuốc thử Felinh)CH2OH[CHOH]4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH 2H2O CH2OH[CHOH]4COONa + Cu2O + (natrigluconat) (đỏ gạch) - Với dung dịch nước brom: CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 + H2OCH2OH[CHOH]4COOH + 2HBr Khi oxi hóa bằng dung dịch HNO3 loãng cả nhóm –CHO lẫn nhómCH2OH cuối mạch cũng bị oxi hóa thành axit anddaarric hoặc saccaric. Ví dụ b.Phản ứng oxy hóa cắtmạch cacbon 123

124. b. phản ứng khử. 124

125. c. Phản ứng tăng mạch cacbon Theo phương pháp của Kiliani-Fischer, cho monosaccarit tác dungvới HCN, rồi qua một chuỗi phản ứng sẽ thu được monosaccarit tăng thêm 1 nguyên tử cacbon d. Phảnứng cắt ngắn mạch cacbon d.1. Phương pháp thoái phân của Ruff 125

126. Phương pháp này cho hiệu suất thấp. d.2. Phương pháp Wohl 6. Ph e. Phản ứng tạo ozazon 126

127. III.3. Phản ứng lên men . Nhờ tác dụng xúc tác của các enzim khác nhau, monosaccarit có thể tạo ranhiều sản phẩm khác nhau. Ví dụ: Glucozơ lên men như sau 1. lên men rượu. enzim C6H12O62C2H5OH + 2CO2 2. 3. lên men lactic C6H12O6 enzim lên men butyric enzim C6H12O6 4. lên menxitric C6H12O6 enzim 2CH3-CH(OH)-COOH axit lac tic CH3CH2CH2COOH + 2CO2 +2H2 axit

butyric COOH HOOC-CH2- C-CH2-COOH + 2H2O COOH axit xitric 127

128. VI.MỘT SỐ BÀI TẬP TUYỂN CHỌN VỀ SACCARIT. Bài 1 ( câu 4.2 Đề thi chon HSGQG-2011) Hướng dẫn giải 128

129. Bài 2 ( QG 2010 câu 10.2 và 10.3) 10.2. Inulin (một cacbohiđrat có trong rễ cây actisô) không phảnứng với thuốc thử Felinh; khi bị thuỷ phân có mặt α-glucoziđaza cho 2 mol glucozơ và một polisaccaritgồm các D-fructozơ kết cấu theo kiểu (2→1)-D-fructofuranozơ. Phân tử khối tương đối của inulinkhoảng 5200 u. Vẽ công thức Havooc (Haworth) của inulin. 10.3. Phương pháp bảo vệ nhóm hiđroxyl (-OH) thường được sử dụng khi chuyển hoá giữa các monosaccarit. H OCH3 H CH3 H O H HO OH NH2HO H Viết sơ đồ phản ứng để điều chế α-D-perosinamid và các chất cần thiết. Hướng dẫn giải 10.2.Công thức của Inulin: O OH từ HO OH OH O O O CH2 O O 28 ® vÞ ¬n CH2 O O OO CH2 (Hoặc vẽ2 gốc glucozơ ở cùng một đầu) 10.3. 3. O HO HO OH HO OH 1. MeOH/H+ 2. CH3COCH3/H+ O H3COCH3 H O O O H3C 1. TsCl, Et3N 2. LiAlH4 3. RuO4 O H3C OCH3 TsO O OH O OH OH OCH3 OHOH H O H 2. TsCl, Et3N H3C O H2N OCH3 OH OH CH3 OCH3 H H2N O H OCH3 O 1. NaBH4,EtOH, H2O O N3 OH H3C OCH3 LiAlH4 (Hi®rua u tiªn tÊn c«ng vµo vÞ trÝequatorial) O O NaN3MeOH/H+ TsO OCH3 HO OH H3C O HO NH2 H OH Bài 3 (Câu V.1 và câu V.2 đề thi chọn ĐTQG dựthi IChO-2009). 129

130. Cho sơ đồ chuyển hoá sau: CH3 HO O OMe HIO4/H2O C6H12O5 B OH OH A C O /Ag 2 H 3I H2 /N i, t C8H16O5 C CH2OH H o C OCH3 O H3 C H CH2OH a) Viết công thức cấu trúc của A (có biểudiễn cấu hình của từng nguyên tử cacbon bất đối). A thuộc dãy nào (D hay L) và dạng α-glicozit hay β-glicozit? b) Viết công thức cấu tạo của B và C biết rằng B không chứa nhóm cacbonyl. Giải thích sự tạothành B. c) Vì sao B không chứa nhóm cacbonyl mà vẫn bị khử bởi hiđro? Hướng dẫn giải: a) Cấu trúccủa A là Nó thuộc dẫy L, loại β -glicozit. O OMe HO CH3 OH OH b) Sau khi phản ứng với HIO 4, mộtnhóm anđehit bị hiđrat hoá thành gem điol, chất này tạo vòng với nhóm anđehit thứ hai, tiếp theo làphản ứng metyl hoá. O OMe HO CH3 HIO4 H2O OH OH A O OMe HC CH3 O HO CH OH O OMeHC CH3 CH3I Ag2O HO O CH B OH O OMe HC CH3 MeO O CH C OMe c) Dưới tác dụng của nhiệt,B mở vòng, bị đehiđrat hoá trở lại anđehit và do đó bị khử. Bài 4 ( câu V.2 đề thi chọn ĐTQG dự thiIchO-2008) V.2. Viết sơ đồ phản ứng oxi hóa D-glucozơ tạo thành axit anđonic và axit anđaric, côngthức Haworth các mono và đi γ-lacton của chúng và gọi tên các lacton ấy. Hướng dẫn giải Các sản phẩmoxi hoá D-glucozơ và các lacton của nó 130

131. O COOH CHO OH OH HO OH OH COOH OH O OH HO OH HO O OH O OH OH CH2OHCH2OH axit gluconic COOH COOH H2O OH HNO3 CH2OH OH O OH HO Br2 CH2OH OH OH C D--gluconolacton OH COOH O O OH O O O OH HO O O OH OH 1,4-lacton cña axit glucaric 1,4:3,6-dilactoncña axit glucaric 3,6-lacton cña axit glucaric Bài 5 ( Câu 21 bài tập chuẩn bị cho IchO-41) Cácxetozơ là một nhóm đặc biệt trong các đường. Các dẫn xuất của D-ribulozơ đóng một vai trò quan trọngtrong tổng hợp quang hóa. Một α-metyl glycosit của D-ribulozơ (A) có thể được điều chế từ D-ribulozơbằng các xử lý với metanol và xúc tác axit. Đun nóng A trong axeton có mặt HCl dẫn đến sự tạo thành Blà một dẫn xuất của propyliden. Axeton tạo thành axetal với các vic-diol nếu hai nhóm OH có địnhhướng không gian thích hợp. H2C O OH HO H OH H HO H F D-ribulose CH2OH O acetone/H+ OOCH3 H OH H CH2OH HO OOCCH3 B acetic anhydride (cat.) C H2O/H+ D CH3-OH/H+ E OCH3 HOHO 1-O-methyl-α-D-ribulose<2.5> A a) Trong quá trình tổng hợp B thì có thể tạo thành hai cấu trúc. Vẽcấu trúc của chúng và cho biết đâu là sản phẩm chính. B phản ứng với anhydrit axetic (có mặt xúc tác)để tạo thành C. D được tạo thành C bằng cách đun nóng trong axit loãng. D phản ứng với metanol cómặt axit tạo thành E. b) Vẽ cấu trúc của các chất từ C-E. c) Liệu có thể xác định được cấu dạng củanguyên tử cacbon C1 trong E? Mặc dù sự tạo thành các axetonit là một phương pháp giá trị để bảo vệnhóm OH quan trọng nhưng trong nhiều trường hợp nó cho nhiều sản phẩm (hay thành phần sản phẩmphụ thuộc nhiều vào điều kiện phản ứng). Nói chung đây là trường hợp hay gặp đối với các đường cócấu trúc vòng 6 cạnh. 131

132. Người ta đã chứng minh rằng không hề có sự tạo thành axetonit khi hai nhóm OH kề nhau chiếm vịtrí axial. Tuy nhiên các vic-diol có nhóm OH chiếm hai vị trí equatorial hay một axial một equaorial đềuphản ứng được với axeton/HCl. d) Vẽ hai cấu dạng ghế của 1-O-metyl-6-O-acetyl-β-D-galactozơ<1.5>(F). Đánh dấu các nhóm OH ở vị trí axial (a) hay equatorial (e). Xác định cấu dạng bền nhất. e) Có baonhiêu đồng phân axetonit có thể được tạo thành từ hợp chất này và có bao nhiêu cấu dạng ghế khác nhaucủa các axetonit này tồn tại được? f) Vẽ công thức chiếu Haworth của L-galactozơ <1.5> Hướng dẫn giải

a) Sự tạo thành đồng phân 1,3 ít phù hợp hơn (do các nhóm thể ở vi trí trans không thuận lợi cho việctạo vòng) nên sản phẩm chính sẽ là 3,4-acetonide b) c) Không, vì D có nhóm OH chưa bị khóa cho nêntrong quá trình tổng hợp E thì có thể tạo thành được cả hai đồng phân α và β. Thành phần các đồng phânnày phụ thuộc nhiều vào điều kiện phản ứng: d) e) 132

133. Như vậy đồng phân 3,4-axetonide có hai cấu dạng ghế khác nhau còn đồng phân 2,3 chỉ một: f)XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA PEPTIT Đặng Công Anh Tuấn Trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn – ĐàNẵng I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Xác định N của amino axit đầu mạch. Thoái phân Edman 133

134. Bước 1. Phản ứng của nhỏm amino tự do với phenyl isoxianat , sản phẩm là một phenyl thioure.Bước 2. Đóng vòng, thủy phân và tách amino axit đầu mạch. Phương pháp Sanger Theo phương phápnày, người ta cho peptit phản ứng với thuốc thử Sanger (2,4dinitroflobenzen), sau đó thủy phân bằngdung dịch HCl 6M được hỗn hợp các amino axit và amino axit đầu N liên kết với 2,4-dinitroflobenzen.134

135. 2. Phương pháp xác định amino axit ở đầu C. Dùng men cacboxypeptidase. 3. Bẻ gãy mạch peptitbằng cách sử dụng men trysin và chymotrysin. Trypsin: Cắt mạch tại nhóm cacboxyl của lysine vàarginine Chymotrypsin: Cắt machj tại nhóm cacboxyl của những amnino axit có vòng thơm, như:phenylalanine, tyrosine và trytophan. II. BÀI TẬP Bài 1.Các ekepphalin là cấu tử pentapeptit của cácendorphin. Xác định trật tự các aminoaxit trong ekephalin từ các dữ liệu sau : Thủy phân hàon toànekephalin (A) thu được Gly, Phe, Leu và Tyr, còn thủy phân từng phần thu được Gly.Gly.Phe vàTyr.Gly. Cho A phản ứng với dansylclorua sau đó thủy phân và xác định bằng phương pháp sắc kí thìthấy có sản phẩm là dẫn xuất dansyl của tyrosin. Bài giải Cho A phản ứng với dansylclorua sau đó thủyphân và xác định bằng phương pháp sắc kí thì thấy có sản phẩm là dẫn xuất dansyl của tyrosin. Vậyamino axit đầu N là tyrosin. Thủy phân hàon toàn ekephalin (A) thu được Gly, Phe, Leu và Tyr, cònthủy phân từng phần thu được Gly.Gly.Phe và Tyr.Gly. Chứng tỏ trong ekepphalin có dạngTyr.Gly.Gly.Phe. Hơn nữa ekepphalin là pentapeptit có chứa Leu, vậy Leu là amino axit ở đầu C. Vậyekepphalin là Tyr.Gly.Gly.Phe.Leu. Bài 2.Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit B thu được 2 molGlu, 1 mol Ala và 1 mol NH3. X không phản ứng với 2,4-dinitroflobenzen và X chỉ có một nhómcacboxyl tự do. Thủy phân X nhờ enzim cacboxipeptidaza thu được alanin. Xác định công thức cấu tạocủa B. 135

136. Bài giải Thủy phân X nhờ enzim cacboxipeptidaza thu được alanin, chứng tỏ B có Ala ở đầu C.Amino ở đầu N liên kết với vơi nhóm cacboxyl tạo thành lactam, khiến nó không phản ứng với thuốc thứSanger. Vì chỉ có một nhóm cacboxyl tự do nên nhóm cacboxyl cả Glu còn lại ở dạng amit. Cấu trúc củaB là: Bài 3.Thủy phân hoàn toàn hexapeptit (C) thu được Ala, Arg, Gly, Lys, Try, Val và NH3. Ủhexapeptit C với chymotrypsin thu được một dipeptit là Arg.Try và một tetrapeptit (D) chứa Gly, Lys,Ala và Val. C hoặc D đều không phản ứng khi ủ với cacboxypeptitdaza. Khi thủy phân từng phần D thìthu được Ala.Val, Gly.Lys, Lys.Ala và NH3. E được tạo thành khi ch thoái phân Edman. Xác định cấutrúc của C. Bài giải Sự tạo thành chất E cho biết đầu N của D là Gly. Khi thủy phân từng phần D thì thuđược Ala.Val, Gly.Lys, Lys.Ala và NH3 nên D có cấu trúc: Gly.Lys.Ala.Val. Ủ hexapeptit C vớichymotrypsin thu được một dipeptit là Arg.Try và một tetrapeptit (D). Nên Try liên kết với Gly. C và Dđều không phản ứng với cacboxypeptitdaza nên nhóm cacboxyl của chúng tồn tại ở dạng amit. Cấu trúccủa C là Arg.Try.Gly.Lys.Ala.Val-amit. Bài 4.Từ các thông tin sau hãy cho biết trật tự liên kết cácaminoaxit trong heptapeptit (F). Thủy phân không hoàn toàn tạo ra Ser.Asp.Phe (G), Ala.His.Ser (H), vàPhe.Ala (I), ủ một thời gian với cacboxypeptidaza giải phóng ra Ala. Bài giải ủ một thời gian vớicacboxypeptidaza giải phóng ra Ala, chứng tỏ Ala nằm ở đầu C. (I) nằm ở cuối mạch, đứng trước là (G)và trước (G) là (H). Khi đó: Ala.His.Ser.Asp.Phe.Ala. Amino axit thứ 7 chỉ có thể là Phe. Vậy cấu trúccủa F là: Ph.Ala.His.Ser.Asp.Phe.Ala. Bài 5.Nonapeptit vasodilator bradykinin chứa các aminoaxit sau :2Arg, Gly, 2Phe, 3Pro và Ser. Thủy phân với cacboxypeptidaza thì thấy Arg được giải phóng đầu tiên.Thủy phân từng 136

137. phần thì tạo các sản phẩm : Pro.Pro.Gly,Ser.Pro.Phe,Pro.Gly.Phe,Arg.Pro và Phe.Ser. Xác địnhtrật tự liên kết của các aminoaxit trong bradykinin. Bài giải: Sự giải phóng Arg từ sự thủy phân bằngmen cacboxypeptidaza, chứng tỏ Ala nằm ở đầu C. Xác định thứ tự các amino axit bằng cách:Agr.Pro....Pro.Pro.Gly....Pro.Gly.Phe ....Phe.Ser ....Ser.Pro.Phe....Arg Vậy cấu trúc của Nonapeptitvasodilator bradykinin là Agr.Pro.Pro.Gly.Phe.Ser.Pro.Phe.Arg Bài 6.Pentapetit A có thành phần 2Glu,Ala, Phe và Val, không tạo N2 khi tác dụng với HNO2. Thủy phân A tạo sản phẩm Ala.Gly và Gly.Ala.

Viết công thức có thể có của A. Bài giải Vì không giải phóng N2 nên không có nhóm amino tự do ở đềumạch và A phải là peptit vòng. Vì khi thủy phân tạo thành Gly.Ala.Gly. Hoán vị Phe và Val ta được haicấu trúc của A. III. PHỤ LỤC Tên Ký hiệu Công thức Gốc lycine Gly alanine Ala Alkyl valine ValAlkyl leucine Leu Alkyl 137

138. isoleucine Ile Alkyl pheylalanine Phe Aromatic proline Pro rigid cyclic structure serine SerHydroxyl threonine Thr Hydroxyl tyrozine Tyr Phenol-OH asparagine Asn amide glutamine Gln amidetrytophan Try indole cysteine Cys thiol methionine Met sulfide 138

139. aspartic acid Asp Carboxylic acid glutamic acid Glu Carboxylic acid lysine Lys Amino arginine ArgGuanidino histidine His Imidazole ring Tài liệu tham khảo 1- L.G. Wade, JR, Organic Chemistry,Prentice Hall, 1991. 2- Estelle K. Meislich, Ph. D, 3000 Solved problems in Organic Chemistry,McGRAW-HILL, 1993 3. Frabcis A. Carey, Orangnic Chemistry, , McGRAW-HILL, 1996. 139

140. CHUYÊN ĐỀ: TỔNG HỢP HỮU CƠ Trường THPT chuyên Hà Nội - Amsterđam A. MỘT SỐVẤN ĐỀ LÝ THUYẾT: I. Các phương pháp làm tăng mạch Cacbon: 1. Các phương pháp ankyl hóabằng hợp chất cơ magie (RMgX): R' X → + 1) CO2 → 2) H O + + + R-R’ 3 1) RCOOHRCH2CH2OH O 2) H3O + + 1) HCHO → 2) H O + RCH2OH + 1) R ' CHO → 2) H O+ RCH(OH)R’ + 1) R ' COR '' → 2) H O + R(R’)C(OH)R’’ + RMgX 1)R ' COOH hoac R 'COOR '' RCOR’ (R)2C(OH)R’ → → 2)H 3O + 3 3 3 * Học sinh cần lưu ý: + Hợpchất cơ magie RMgX rất dễ phản ứng với các hợp chất có hidro linh động (H2O, NH3, ancol, amin…)→ bảo quản và tiến hành phản ứng trong ete khan. + Lập thể của phản ứng cộng RMgX vào hợp chấtcacbonyl: quy tắc Crammer L R’ Rtb O L R’ R N tb N O- 2. Phương pháp anky hóa ion axetilua: R – C≡ CH 2 3long R – C ≡ C − Na+ → NaNH / NH 3. Các phương pháp ankyl và axyl hóa hợpchất thơm: a) Các phản ứng ankyl hóa: 140 R' X R – C ≡ C – R’ →

141. R + dẫn xuất halogen/ xt: axit Lewis (AlCl3 > FeCl3 > BF3 > ZnCl2) + anken/ xt: HCl/AlCl3 hoặcaxit protonic (HF > H2SO4 > H3PO4) + ancol/ xt: axit protonic hoặc Al2O3. b) Các phản ứng axyl hóa:R + dẫn xuất của axit cacboxylic (RCOX > (RCO)2O > RCOOR’)/ xt: AlCl3 ∆ Một số phản ứng formylhóa (thường dùng để gắn nhóm – CHO vào phenol, ete thơm hoặc nhân thơm giàu electron) CO + HCl RAlCl 3 - HCN + HCl/ AlCl 3 R H2O - HCO-N(R) 2 R POCl 3 hoac COCl 2 HO CHCl 3 NaOH R (Phảnứng Gatterman – Koch) R CHO (Phản ứng Gatterman) R CHO (Phản ứng Vilsmeier) HO OHC - CHO(Phản ứng Reimer – Tiemann) * Học sinh cần lưu ý: + Cơ chế của các phản ứng ankyl và axyl hóa nhânthơm là cơ chế SE2(Ar); trong đó chú ý cơ chế tạo tác nhân electronfin. + Các phản ứng ankyl hóathường tạo thành hỗn hợp mono và poliankyl → muốn thu được sản phẩm mono cần lấy dư chất phảnứng. + Hướng chính của phản ứng khi thế vào các dẫn xuất của benzen. 4. Các phương pháp ankyl vàaxyl hóa các hợp chất có nhóm metylen hoặc nhóm metyn linh động: a) Chất phản ứng có dạng X –CαH2 – Y hoặc X – CαH(R) – Y; với X, Y là –COR’, -COOR’, -CN, -NO2… Do X, Y là các nhóm hútelectron mạnh → nguyên tử Hα rất linh động → dùng bazơ để tách H , tạo thành cacbanion. + 141

142. X H2C C2H5ONa - C2H5OH Y X +- Na CH RBr R HC Y X 1) C2H5ONa Y 2) RBr 1) C2H5ONa2) R'Br RCOCl RCO HC R2 C R(R') X Y C X Y X Y * Học sinh cần lưu ý: + Khi thế 2 nhóm ankyl Rvà R’ khác nhau, nhóm ankyl có kích thước nhỏ hơn hoặc có hiệu ứng +I nhỏ hơn sẽ được đưa vào trước+ Sản phẩm của phản ứng axyl hóa cũng có nguyên tử Hα linh động, có thể dễ dàng bị - X CH Y táchH+ bởi chính cacbanion → có phản ứng cạnh tranh: RCO HC X X - + CH Y Y RCO - C X Y X + H2CY Để ngăn phản ứng phụ nói trên, người ta dùng bazơ mạnh (mạnh hơn cacbanion) với lượng dư. b)Chất phản ứng có dạng R – CH2 – X hoặc R2 – CH – X; với X là – COR’, - COOR’, CN, - NO2… Cácphản ứng được tiến hành tương tự, nhưng phải sử dụng xúc tác là bazơ rất mạnh (NaNH2; C2H5ONa…)do nguyên tử Hα kém linh động hơn so với trường hợp có 2 nhóm X, Y hút electron. 5. Các phươngpháp ngưng tụ: a) Phản ứng andol – croton hóa của anđehit và xeton: H C C H O + H C C H O + H hoacOH H H C C C C H OH H O + H hoac OH H H C C C C H O * Học sinh cần lưu ý: + Cơ chế của giaiđoạn cộng andol: AN + Giai đoạn croton hóa có thể xảy ra theo cơ chế E1 hoặc E1cb (khi có Hβ linhđộng, xt bazơ mạnh) 142

143. + Khi thực hiện phản ứng andol – croton hóa từ 2 cấu tử khác nhau có thể tạo ra hỗn hợp sản phẩm,trong đó sản phẩm chính là sản phẩm ngưng tụ giữa: - cấu tử cacbonyl có tính electrophin cao hơn - cấutử metylen có Hα linh động hơn. b) Phản ứng ngưng tụ của anđehit, xeton với các hợp chất có nhómmetylen hoặc metyn linh động: X H 2C Y B - - - BH X CH X C O C HC Y O - BH -B Y - X C HC OH

X C - H 2O Y C Y * Học sinh cần lưu ý: + Xúc tác dùng trong các phản ứng này thường là các bazơ hữucơ yếu, có thể ngăn chặn được phản ứng tự ngưng tụ với nhau của các anđehit, xeton. + Phản ứng ngưngtụ anđehit thơm với anhidrit axit tạo thành axit α,β – không no (phản ứng ngưng tụ Perkin) cũng có cơchế tương tự như trên. CH 3COONakhan → C6H5 – CH=O + (CH3CO)2O C6H5 – CH= CH– COOH − CH 3COOH c) Phản ứng cộng Micheal - cộng các hợp chất có nhóm metylen hoặc metynlinh động vào hợp chất cacbonyl-α,β-không no: X H2 C Y B - - - BH X CH Y H2C CH CH O H2C - CHCH O CH X Y BH -B - H2C CH2 CH O CH X Y * Học sinh cần lưu ý: + Xúc tác bazơ có thể làC2H5ONa (nhiệt độ phòng); piperidin (nhiệt độ cao hơn). + Có thể thay thế hợp chất cacbonyl-α,β-không no bằng các hợp chất nitro (NO2) hoặc nitril (CN)-α,β-không no. d) Phản ứng ngưng tụ Claisen –ngưng tụ este với các hợp chất có nhóm metylen linh động: + Phản ứng ngưng tụ giữa các este với nhau:C2 H 5ONa CH3–COO–C2H5 + CH3–COO–C2H5 CH3–CO–CH2–COO–C2H5 + C2H5OH →Cơ chế phản ứng: 143

144. O CH3 H CH2 C OC2H5 O O CH3 C C2H5O -C2H5OH OC2H5 CH2 C C OC2H5 OC2H5 O CH3- C2H5O CH2COOC2H5 C CH2 COOC2H5 O + Phản ứng ngưng tụ este với hợp chất nitril: C2 H 5ONaCH3–COO–C2H5 + R–CH2–CN CH3–CO–CH2(R)–CN + C2H5OH → + Phản ứng ngưng tụeste với anđehit hoặc xeton: C2 H 5ONa CH3–COO–C2H5 + CH3–CO–CH3 CH3–CO–CH2–CO–CH3 + C2H5OH → II. Các phương pháp làm giảm mạch Cacbon: 1. Phản ứng đecacboxyl hóa bởinhiệt: xảy ra khi nhóm COOH gắn với nhóm có khả năng hút electron mạnh 2. Phương pháp vôi tôi xút:CaO → RCOONa + NaOH RH + Na2CO3 to 3. Phản ứng Hunzdicker: CCl4 → RCOOAg + Br2

RBr + CO2 + AgBr to 4. Phản ứng halofom:RCOCH3 + 3X2 + 4NaOH RCOONa + CHX3 +3NaX + 3H2O → o Br2 , NaOH ,t → 5. Phản ứng thoái phân Hoffman: R – CO – NH2 RNH2− CO2 6. Các phản ứng oxi hóa làm gãy mạch Cacbon: a) Các phản ứng làm gãy liên kết liên kết đôiC=C: o KMnO4 ,t + CH3–COOH + CH3–CO–CH3 → CH3–CH= C(CH3)2 O O O3 +H →3C HC C O CH3–COOH + CH3–CO–CH3 CH3 CH3 CH3–CH=O + CH3–CO–CH3 b) Các phản ứnglàm gãy liên kết C – C vic-điol: C C OH OH HIO 4 hoac Pb(OOCCH 3) C + C O O c) Phản ứng oxi hóaankyl, ankenyl hoặc dẫn xuất của benzen: R 144 KMnO 4 hoac K 2Cr2O 7 + H COOH

145. * Học sinh cần lưu ý: + Nếu vị trí α của mạch bên không còn H thì phản ứng oxi hóa hầu nhưkhông xảy ra. + Nếu dùng Na2Cr2O7 (không có H+) sẽ tạo thành xeton mà không bị cắt mạch CH2 RNa2Cr2O 7 o 250 C, p C O R + Nếu vị trí α của mạch bên chỉ còn 1 nguyên tử H thì phản ứng sẽ tạo raancol bậc 3 (không cắt mạch cacbon) C R2 OH CH R2 III. Các phương pháp tạo vòng: 1. Các phươngpháp ankyl, axyl hóa và ngưng tụ nội phân tử: nguyên tắc tương tự như các phản ứng ankyl, axyl hóa vàngưng tụ đã nêu ở trên. 2. Phản ứng cộng Diels – Alder: + đien đienophin * Học sinh cần lưu ý: + Đienphải ở cấu dạng s-cis; dạng s-trans (Ví dụ: ) không phản ứng. + Các nhóm thế ở vị trí cis đầu mạch điengây cản trở không gian → khó phản ứng. + Đien có nhóm thế đẩy electron (không gây cản trở khônggian) → tăng khả năng phản ứng. + Đienophin có nhóm thế hút electron → tăng khả năng phản ứng. +Cấu hình của sản phẩm giống với cấu hình của đienophin. + Hướng của phản ứng: R R + X X 145

146. R X R + X R R X X + R R X + X IV. Các phản ứng oxi hóa và khử trong tổng hợp hữu cơ: 1. Cácphản ứng oxi hóa: a) Các phản ứng oxi hóa anken b) Phản ứng oxi hóa nguyên tử H ở vị trí allyl: Tácnhân oxi hóa: Pb4+, SeO2… C C CH2 C C CH HO c) Các phản ứng oxi hóa ankyl, ankenyl hoặc dẫnxuất của benzen d) Các phản ứng oxi hóa ancol: + Ancol bậc I [O ] → anđehit Tác nhân oxi hóa:CuO, K2Cr2O7/H+, CrO3/H+… + Ancol bậc II [O ] → xeton (Quá trình oxi hóa ancol bậc I thànhanđehit cần khống chế cẩn thận để không chuyển thành axit). HIO4 + vic-điol cacbonyl. → e) Cácphản ứng oxi hóa anđehit, xeton: [O ] + Anđêhit → axit cacboxylic Tác nhân oxi hóa: O2/xt,[Ag(NH3)2]+, KMnO4/H+, K2Cr2O7/H+… [O ] + Xeton → bị cắt mạch thành axit cacboxylic vàxeton Tác nhân oxi hóa: KMnO4/H+, HNO3… 2. Các phản ứng khử: a) Phương pháp hidro hóa xúc tác:146

147. Tác nhân khử: + H2/ Ni, Pt, Pd: C C C C C C RCOCl → RCH=O RCH=O → RCH2OH R-CO-R’→ R-CH(OH)-R’ R-COO-R’ → RCH2OH + R’OH RX → RH RNO2 → RNH2 R-C≡N → R-CH2NH2R-CO-NHR’ → RCH2NHR’ + H2/ Pd/ BaSO4, BaCO3… (xúc tác Lindlar): khử lựa chọn liên kết ba vềliên kết đôi C C C C + H2/ [(C6H5)3P] 3RhCl: khử lựa chọn liên kết đôi C=C chỉ chứa 1 hoặc 2 nhómthế. * Học sinh cần lưu ý: đặc thù lập thể của các phản ứng này đều là cộng syn b) Phương pháp khửbằng hidrua kim loại: Tác nhân khử: thường dùng LiAlH4, NaBH4 RCOCl → RCH2OH RCH=O →RCH2OH R-CO-R’ → R-CH(OH)-R’ RCOOH → RCH2OH R-COO-R’ → RCH2OH + R’OH Epoxit →1,2-điol RX → RH RNO2 → RNH2 R-C≡N → R-CH2NH2 R-CO-NHR’ → Không khử được bằng

NaBH4 RCH2NHR’ 147

148. * Học sinh cần lưu ý: phản ứng khử xảy ra theo cơ chế cộng AN. c) Các phương pháp khử bằngkim loại hòa tan: Tác nhân khử: + Na/NH3 lỏng: C C C C (lập thể: cộng trans) + Zn (Hg)/ HCl: RCOOH→ RCH2OH R-COO-R’ + Na/ C2H5OH: → RCH2OH + R’OH R-CO-R’ → R-CH2-R’ V. Bảo vệ nhómchức: * Điều kiện của nhóm bảo vệ: + Được tạo ra trong điều kiện nhẹ nhàng + Ổn định trong suốt quátrình phản ứng ở các trung tâm phản ứng khác. + Dễ tái sinh nhóm chức ban đầu. 1. Bảo vệ nhóm ancol:a) Chuyển thành nhóm ete: C O C OH ... R HI C OH b) Chuyển thành nhóm este (nhóm este tương đốibền trong môi trường axit): ... C OCO R C OH NaOH C OH c) Chuyển thành nhóm axetal hoặc xetal(bảo vệ các điol): C OH C OH R + O C C O R C O C R R ... H + C OH C OH 2. Bảo vệ nhómcacbonyl: Tạo thành axetal hoặc xetal tương tự như bảo vệ các điol; thường sử dụng etilen glycol. 3. Bảovệ nhóm cacboxyl: Chuyển thành nhóm este; thường tạo thành tert-butyl este (dễ loại bằng H+) hoặcbenzyl este (dễ loại bằng hidro phân) 4. Bảo vệ nhóm amino: 148

149. RCOCl hoac (RCO) 2O NH Ph-CH 2-OCOCl Ph3-CCl - ... ... N CO R N OCO-CH2-Ph OH H 2/Pd... N C-Ph3 NH CH 3COOHkhan B. MỘT SỐ BÀI LUYỆN TẬP: Bài 1: Cho sơ đồ chuyển hóa: OH(H3C)2C= CH2 H2SO4 H3C A H2 / Ni (¸ p suÊt) B CrO3 C 1) CH3MgBr 2) H2O OH H+, t0 H2O D1) O3 2) H2O/Zn E a) Hãy viết cấu tạo các chất từ A đến E b) Hãy viết cơ chế phản ứng từ phenol tạothành A. Bài 2: Khi cho isobutilen vào dung dịch H2SO4 60%, đun nóng tới 800C thu được một hỗnhợp gọi tắt là đi - isobutilen gồm hai chất đồng phân của nhau A và B. Hiđro hoá hỗn hợp này được hợpchất C (quen gọi là isooctan). C là chất được dùng để đánh giá chất lượng nhiên liệu lỏng. C cũng có thểđược điều chế bằng phản ứng trực tiếp của isobutilen với isobutan khi có mặt axit vô cơ làm xúc tác. Hãygọi tên C theo IUPAC và viết các phương trình phản ứng giải thích sự tạo thành A, B, C. Bài 3: Tiếnhành phản ứng đime hoá trimetyletilen có H + xúc tác thu được hỗn hợp sản phẩm là các đồng phân cócông thức phân tử C10H20. Cho biết các sản phẩm tạo thành dựa vào cơ chế phản ứng. Khi ozon hoáhỗn hợp thu được sau phản ứng đime hoá trên , ngoài các anđehit và xeton của sản phẩm dự kiến còn thuđược một lượng đáng kể butan -2-on, giải thích cơ chế hình thành butan-2-on trong các phản ứng trên.Bài 4: Đun nóng Stiren với axit H2SO4 ta thu được hợp chất: 149

150. Hãy giải thích quá trình hình thành sản phẩm trên. Bài 5: Từ isopren hãy viết các phương trìnhphản ứng điều chế trans - 2 - metylxiclohexanol. Bài 6: Viết các phương trình phản ứng( dạng cấu tạo)tạo thành A, B, C, D, M, N theo sơ đồ sau: 0 dd NaOH, t a) BrCH2CH2CH2CH=O → ACH3OH,HCl khan → 0 b) BrCH2 CH2CH2COOH 1) ddNaOH ,t H ,t C D→ → 2) ddHCl c) HOCH2(CHOH)4CH=O B Br2 ,H 2 O H ,t → M N → + + 0 0 Bài 7:Cho sơ đồ chuyển hóa: OH H COOC2H5 (COOC2H5)2 PBr3 A KCN B H+ C C2H5OH C2H5ONa + HHCOOC2H5 (D) OCH3 OCH3 (C2H5O)2CO a) Cho biết cấu tạo của các chất từ A đến G. b) Giải thíchsự hình thành các chất E, F, G. Bài 8: Từ propilen và các chất vô cơ cần thiết, viết sơ đồ phản ứng điềuchế: a) Axit 2,5-đimetyladipic b) Axit hept-2-inoic Bài 9: Từ xiclopentanol điều chế axit 2-oxoxiclopentancacboxylic. Bài 10: Từ benzen và các hợp chất ≤ 2 C, hãy tổng hợp: CH CH2 CH2 NHCH3 a) CH CH3 OH NHCH3 b) c) O C2 H5 O NH C CH3 Cl H2N d) 150 C4H9 NH SO 2NH2 e) COOCH2CH2N(CH3)2 E F G

151. HO CH HO CH2 NH2 CH2 CH2 NH2 OH f) g) HO HO CH CH h) HO CH3 OH NH2 HO Bài 11:Từ benzen và các chất ≤ 3 C, tổng hợp: O H3C a) HO CH3 O b) c) O OH C(CH3)2 Bài 12: TừCH3CH2CH2CH2OH và các chất vô cơ, tổng hợp O H3C CH3 CONH2 Bài 13: OH H3CO H3C H3C TừH3CO H3CO COOH và các chất vô cơ, điều chế Bài 14: Từ H2N-CH3 và CH2=CH-COOC2H5, tổnghợp H3C N O CH3 CH3 H3CO O Bài 15: Khi cho isobutanal tác dụng với axit malonic có mặt piriđinthu được hợp chất A. Đun nóng A trong môi trường axit để thực hiện phản ứng đecacboxyl hoá thu đượchai sản phẩm A 1 và A2 là đồng phân của nhau. A1 LiAlH4 A1 HCl A3 H3PO4 n A5, A6 (A5 bÒ h¬n)t A4(hî p chÊ no) Biết rằng A2 khi bị oxi hoá tạo thành axit oxalic. A1 là lacton. Xác định cấu tạo củaA1, ...,A6 và viết các phương trình phản ứng. Bài 16: Có một số dẫn xuất ở gốc CH 3 của axit axeticbiểu hiện hoạt tính tăng trưởng cây trồng. 151

152. CH2COOH OCH2COOH OCH2COOH Cl OCH2COOH Cl Cl Cl (A) (C) (B) Cl (D) 1. Gọi tên A,B, C. 2. A được điều chế từ naphtalen và axit cloaxetic có mặt chất xúc tác ở 180 - 215 0C. Viết phươngtrình phản ứng và gọi tên cơ chế của phản ứng. 3. B cũng được điều chế từ nguyên liệu trên qua chấttrung gian là 1 - naphtol. Viết sơ đồ các phản ứng và nêu cơ chế. 4. C cũng được điều chế từ phenol vàaxit axetic. Viết sơ đồ phản ứng. 5. Khác với C, D được điều chế từ một dẫn xuất tetraclobenzen(X) theo

sơ đồ: X NaOH 1. ClCH2COOH metanol 2. H+ D a) Hoàn thành sơ đồ trên. b) Trong quá trình sản xuấtD đã sinh ra một lượng nhỏ đioxin là chất cực kì độc có công thức: Cl O Cl Cl O Cl Giải thích sự tạothành đioxin. C. BÀI GIẢI: Bài 1: a) (A) (B) OH (C) (D) O OH (E) CH3 CH3 O O H3C b) 152 CH3CH3 H3C CH3 CH3 H3C CH3 CH3 H3C CH3 CH3 H3C CH3 CH3

153. H + OH + C H -H OH + + OH Bài 2: CH3 CH2 + H C CH3 C CH3 CH3 (1) CH3 CH3 δ+ CH3 +CH3 C CH3 δ- C CH3 CH2 C CH3 (2) CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 C C CH3CH3 CH3 Zaixep C -H CH3 CH CH3 CH3 C CH2 C CH2 CH3 (B) (< 20%) CH3 CH3 C C CH3 CH3CH3 (A) (> 80%) CH3 CH3 CH C CH3 H2/Ni CH3 CH2 CH CH3 CH3 CH3 CH3 (A) C Isooctan(C)2,2,4 - trimetylpentan (Qui - í c cã chØ octan lµ 100) sè * Isobutilen với isobutan khi có mặt axit vô cơlàm xúc tác cũng tạo ra C: Cơ chế của quá trình tương tự phản ứng trên trong giai đoạn (1) và (2), sauđó: CH3 CH3 CH3 C CH3 CH2 C CH3 CH3 + CH3 CH CH3 CH3 CH3 H3C C CH3 C CH3 CH2 (C)CH CH3 CH3 + CH3 CH3 sinh ra l¹i lÆ l¹i (2). Cø nh- vËy. p CH3 C CH3 Bài 3: * Sản phẩm tạo thànhkhi đime hóa trimetyletilen: 153

154. CH3 C H+ CH3 CH CH3 CH2 CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 + CH3 C C CH3 CH3 CHCH2 CH CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 C CH C C CH3 C CH3 CH3CH3 CH3 C CH2 -H+ CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 C CH CH2 C CH3 CH3 CH3 * Ozon phân hỗnhợp trên thu được: CH3 CH3 CH3 CH2 C CH3 C CH3 CH2 C O CH3 ozon ph© n CH2 C CH2 C C CH3CH3 CH3 CH C CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 CH C O CH3 CH3 CH3 CH3 vµHCHO O C CH3 * Sự tạo thành một lượng đáng kể butanon - 2 là do có sự đồng phân hóatrimetyletilen, tạo thành sản phẩm phụ: CH3 C CH + CH3 H CH3 CH3 CH3 C CH3 154 CH2 CH3 C -H+ CH2 C CH3 CH2 CH3 CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 + CH2 C CH3 CH2 C CH3 CH2 C CH3CH2 CH3

155. CH3 CH3 CH3 CH2 C CH2 C CH2 CH3 CH3 H+ CH3 CH2 C CH C CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 Khiđó: CH3 CH3 CH3 CH2 C CH2 CH C CH3 CH3 CH2 CH3 C CH2 CH3 ozon ph© n CH3CH2CCHOCH3 CH2 C O+ CH3 vµ HCHO CH3 CH3 Bài 4: CH = CH 2 CH = CH2 H + CH CH3 + CH3 C CH2 +HC Bài 5: H3C CH2 + CH2 t0,p H3C CH2 CH2 155

156. CH3 δ+ δ- δ- δ+ H2B CH3 CH3 H B H H 3 BH2 CH3 H2O2/OH H - H3BO3 HiÖ suÊ 75% u tOH Bài 6: a) Br-(CH2)3-CH=O NaOH HO-(CH2)3-CH=O t0 H OH O CH3OH H HCl khan OCH3 O(A) (B) b) Br-(CH2)3-COOH NaOH HO-(CH2)3-COONa H+ ddHCl HO-(CH2)3-COOH O O (C) (D)c) CH CH2 HOBr CH2 OH 4 OH CH OH CH =O OH 4 COOH + (M) O HO-CH2-CH H OH O (N) Bài7: a) (A) B r O e M Br B r O e M (B) (C) CN (E) COOH O C2H5O2C C C O OMe OMe OMe OMe 156OC2H5

157. (F) (G) O C2H5O2C O C2H5O2C C C H OC2H5 OMe OMe b) Giải thích sự hình thành của: E:OC2H5 H COOC2H5 - HC COOC2H5 H 5 C 2O C O C 2H5ONa OCH3 δ+ H 5 C 2O C O H5C2OOC -C O COOC2H5 - C 2H 5O COOC2H5 - OCH3 OCH3 OCH3 O H5C2OOC Tương tự, giải thích được sựhình thành F và G. Bài 8: Cl2 Na ,t 0 → a) CH2 = CH – CH3 CH2 = CH – CH2Cl CH2 =CH – CH2 – CH2 – CH = → 4500 C HBr CH2 → Mg CH3 – CH(Br) – CH2 – CH2 – CH(Br) –CH3 → CH3 – CH(MgBr) – CH2 – CH2 – ete 1) CO2 CH(MgBr) – CH3 → HOOC –CH(CH3) – CH2 – CH2 – CH(CH3) – COOH 2) H 3O + Cl2 Na ,t 0 → b) CH2 = CH – CH3 CH2= CH – CH2Cl CH2 = CH – CH2 – CH2 – CH = → 4500 C Br2 → CH2 1:1 H 2 / Pd CH2Br– CH(Br) – CH2 – CH2 – CH = CH2 CH2Br – CH(Br) – CH2 – CH2 – CH2 – → 1) KOH / e tanol CH 3 MgCl → CH3 HC ≡ C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 ClMgC ≡ C – CH2 –CH2 – → 2) KNH 2 1) CO2 → CH2 – CH3 2) H 3O + HOOC - C ≡ C – CH2 – CH2 – CH2 –CH3 Bài 9: OH Br HBr MgBr Mg/ ete khan 1) CO 2 2) H 3O NaOH, t o COOH OH CuO, t o + COOHCOOH Cl2/ P o t Cl COOH O 157

158. Bài 10: a) CH 2=CH 2 + H CH 3NH 2 Pd, t C2 H5 o CH CH2 HBr, peoxit CH2CH2BrCH2CH2NHCH3 b) CO, HCl AlCl3 CH 3NH 2 CH CH CH3 HO OH CH C2H5 1) C 2H5MgBr + 2) H3O CHO KOH/etanol HOCl CH = CH - CH3 CH CH CH3 Cl HO NHCH3 c) HNO 3 H 2SO 4d Fe, HClFe, HCl NO2 NHCOCH3 H2N HNO 3 NaNO 2+HCl CH 3COCl NO 2 + NH3HSO 4 ClO 2S - C 2H 5Cl Fe, HCl Cl PCl5 NHCOCH3 NHCOCH3 HO to Cl2 AlCl 3 NO 2 H 2SO 4 d NH2 NH2 HNO 3 H2SO 4 C 2H 5 O H 2SO 4d + NH3 HSO 4 H2NO2S Cl NHCOCH3 + - NaHCO 3 Cl NH2 H2NO2S Cle) δ− δ+ δ+ (CH3)2 - N - H + δ− CH 3Cl CH3 AlCl3 HOOC NH2 (CH 3)2-N-CH 2-CH 2-OH 158

(CH3) 2-N-CH2-CH2-OH O C 4H 9Cl H9C4HN HNO 3 H 2SO 4d H3 C HOOC NO2 NHC4H9 KMnO4, t PCl5 COO-CH2-CH2-N(CH3) 2 o HOOC ClOC d) NH3 HSO 4 HO3S Cl Cl NH3 NHCOCH3 O 2NNO2 NHC4H9 Fe, HCl -

159. f) o 1) NaOH,t ,p Cl + 2) H Cl2 AlCl3 HNO 3 OH Fe, HCl OH OH NH2 NO 2 NaNO2 + HCl o tOH CO + HCl HO AlCl3 OH HO CHO HCN HO HO CH CN H 2/ Pd HO HO CH CH2 NH2 HO HO g)HO KOH/ etanol CH CH2 NH2 HO HO HO CH CH NH2 H 2/ Pd HO HO CH2 CH2 NH2 HO h) HOCHO CH 3CH 2NO 2 OH HO HO Fe, HCl CH HO HO CH H 2O/H + HO NO 2 HO CH HO CH CH3NO 2 CH CH3 OH HO C CH3 NH2 Bài 11: a) CH 2=CH-CH 2Cl CH2-CH=CH2 AlCl 3 1) (CH 3) 2COCH2-CH2-CH2-MgBr 2) H 3O + HBr/ peoxit CH2-CH2-CH2-Br CH2 CH3 C OH 3 CH3 Mg/ ete H2SO4 b) CH 3Cl CH3 AlCl3 Cl2, as CH2Cl Mg/ ete CH2MgCl 1) O 2) H 3O CH2-CH2-CH2-OHCOCl2 Cl 2 CHCl-CH2-CH2-OH NaOH + CH(OH)-CH2-CH2-OH O O O 159

160. c) o 1) NaOH,t ,p Cl + 2) H Cl2 AlCl3 H H3C C CH3 + OH OH + CH3 H3C C CH3 O HO CH3OH OH CH3 + C CH3 HO OH CH3 C CH3 HO + H - H 2O OH Bài 12: CuO, t OH NH 3, t 0 O H + Br2, H 2O COOH CHO O 0 Ag2O CONH2 CONH2 Bài 13: O δ− CH3 O δ+ H CH3 OH + CH3 O CH3 H+ CH3 O LiAlH 4 δ+ CH3 CH3 O H 2SO 4,t o CH3 CH3 COOH O O CH3 OH Bài 14: O δ− NH2 δ+ OOC2H5 CH3 CH3 NH CH2 CH2 COOC2H5 δ+ CH3 N CH2 CH2 COOC2H5 CH2 CH2 COOC2H5 C2H 5ONa CH3 N O + o H ,t CH3 N O COOC2H5 (Sử dụng phản ứng cộng Micheal và ngưng tụClaisen) Bài 15: 160 OC2H5

161. CH3 COOH CHO + CH2 CH CH3 Piri® in COOH CH3 CH3 CH CH3 t0 COOH -CO2 CH CHCH3 COOH CH COOH CH OH CH COOH OH (A) CH3 CH CH CH3 CH2 COOH OH CH3 CH CH3CH CH3 CH H+,t0 COOH -H2O CH2 CH CH (A2) CH3 CH3 OH C CH COOH CH2 COOH CH3 CH3CH CH CH COOH [O] CH3 CH3 CH CH3 C CH CH2 COOH H+ CH2 C CH3 CH3 O CH3 C CH2 OCH3 CH3 COOH CH3 CH3 CH3 COOH + HOOC C O CH2 C CH2 LiAlH4 C CH3 CH2 C H+ CH3(HCl) O δ- C O (A1) CH3 CH3 O CH2 C O OH CH δ+ 2 CH2 CH2 CH2 (A 3) CH3 CH2 C OH Cl OHO C CH3 Cl CH2 CH2 C (A4) OH 161

162. CH3 C CH3 C CH3 OH CH2 CH2 CH2 (A 3) H3PO4 OH CH3 CH3 CH2 CH2 + H2O CH (A 6)OH H2C CH2 C CH2 CH3 O + H2O (A 5) Bài 16: 1. A: Axit (1 - naphtyl)axetic. B: Axit (1 -naphtoxi)axetic. C: Axit (2,4 - điclophenoxi)axetic. [2,4 - D] D: Axit (2,4,5 - triclophenoxi)axetic.[2,4,5 - T] CH2COOH + ClCH2COOH 2. t0, xt SE + HCl OH OS 3H O H2O ClCH2COOH -H2SO4KiÒ S 2 m, N -HCl H2S 4 O 3. OCH2COONa OCH2COOH H+ -Na+ OH OH 4. ONa Cl Cl 2/CCl 4 -HCl Cl NaOH -H2O Cl CH3COOH Cl 2, P ® á -HCl CH2COOH Cl 162 Cl NaOH -H2O CH2COONaCl

163. ONa OCH2COONa Cl Cl + CH2COONa Cl H+ -NaCl Cl Cl OCH2COOH Cl Cl Cl Cl Cl Cl 5.SN2Ar Cl Cl OCH2COONa ONa ClCH2COOH NaOH Cl (X) Cl SN2 Cl Cl Cl OCH2COOH H+ Cl ClSự tạo đioxin: Cl NaO Cl Cl Cl Cl Cl Cl O + 2NaCl + Cl ONa Cl O Cl 163

164. KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY NỘI DUNG: MỐI QUAN HỆ CẤU TRÚC – TÍNH CHẤT (ĐIỂMSÔI, TÍNH AXIT, TÍNH BAZƠ) Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Bình Định I. Mối quan hệ giữacấu trúc với tính axit Một số điểm cần chú ý khi dạy về tính axit của các chất 1. Khi giải thích tính axitcần giải thích hiệu ứng ở trạng thái chưa phân li và cả trạng thái đã phân li. → AH + B ¬ BH+ +A Ví dụ: Các ion sinh ra càng bền thì tính axit càng mạnh. Ví dụ: Xét tính axit của C2H5OH,C6H5OH, CH3COOH. δ− δ+ → C2 H 5 O H + H2O ¬ C 2 H 5 O- + H3O+ (1) +I +I g g OO- g g –H + H2O CH3 C –C, –I O •• → ¬ + H3O+ (2) CH3 C O H –C, –I → + H2O ¬

O - O CH3 O − 1 2 − 1 2 C ≡ O + H 3O+ (3) –C, –I Nhận xét: Độ bền của các ion ở (1) < (2) < (3)do đó tính axit của C 2H5OH < C6H5OH < CH3COOH. 2. Trong bất kì trường hợp nào, nếu có nhómthế hút e sẽ làm cho tính axit tăng. Ngược lại, nếu có nhóm thế đẩy e sẽ làm cho tính axit giảm. Ví dụ:Tính axit của các chất tăng dần trong dãy sau: CH3CH2CH2–COOH < CH3CHBrCH2–COOH <CH3CH2CHBr–COOH < < CH3CHICHBr–COOH < CH3CHBrCHBr–COOH. 3. Tính axit của axitkhông no và axit thơm lớn hơn axit no tương ứng. 164

165. Ví dụ 1: Tính axit tăng dần theo dãy sau: CH3CH2CH2–COOH < CH3CH=CH–COOH <CH3C≡C–COOH. Ví dụ 2: Tính axit của > COOH COOH Trong axit chứa liên kết đôi C=C thì tính axitcủa dạng cis > tính axit của dạng trans. β α γ β CH 3 − C = C C = O C H 2 = C H − CH 2 − COH =OCH3 H < OH OH O CH3 C C C C C H C O H OH –I làm Ka tăng, +C tăng làm Ka giảm H –I làm Ka

tăng, +C giảm làm Ka tăng 4. Các dạng axit α, β không no có tính axit mạnh hơn dạng β, γ không no. Vídụ: Tính axit: < – I và + C chỉ có – I II. Mối quan hệ giữa cấu trúc với tính bazơ Một số điểm cần chú ýkhi dạy về tính bazơ của các chất. 1. Khi giải thích tính bazơ của các chất cần chú ý ở trạngN đầu và cáctrạng thái tạo thái N N ra cation. H H Ví dụ: Xét tính bazơ của NH3, CH3–NH2 và CH3–NH–CH3. +

→ NH3 + H2O ¬ NH 4 + OH → NH2 + H2O ¬ CH3 CH3 +I CH3 + N H3 + OH-(2) +I NH + → CH3 + H2O ¬ CH3 N H CH3 + OH 2 CH3 CH3 (1) C CH3 CH3 CH3 CH CH2CH3 (3) CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 165

166. +I mạnh +I mạnh + + + Vì độ bền các cation giảm theo chiều: CH3‒ N H ‒CH3 > CH3‒ N H > NH4 nên tính 2 3 bazơ của CH3–NH–CH3 > CH3–NH2 > NH3. 2. Trong phân tử nếu có chứa nhóm đẩy esẽ làm tăng tính bazơ, ngược lại nhóm hút e sẽ làm giảm tính bazơ của hợp chất. Ví dụ: Tính bazơ giảmdần theo chiều: CH3– CH2 NH2 > CH3 NH2 > NH3 > C6H5 NH2 > C6H5 NH C6H5 3. Amin bậc 2 cótính bazơ lớn hơn amin bậc 1 và amin bậc 3. 4. Tính bazơ của amin dị vòng no lớn hơn amin dị vòngthơm. Ví dụ: Tính bazơ giảm dần theo chiều: > sp3 > sp2 III. Mối quan hệ giữa cấu trúc với nhiệt độ sôicủa các chất. - Nhiệt độ sôi của các chất phụ thuộc vào: phân tử khối, liên kết hidro liên phân tử và lựcVanđevan. - Ta xét nhiệt sôi của một số hiđrocacbon và dẫn xuất của hiđrocacbon. 1. Nhiệt độ sôi củahiđrocacbon a. Ankan - Nhiệt độ sôi chủ yếu phụ thuộc vào lực Vanđevan. + Khi phân tử khối (M) tăngthì nhiệt độ sôi tăng Ví dụ: nhiệt độ sôi của C3H8 > C3H6. + Độ phân nhánh trong ankan càng tăng thìlực Vanđevan giảm nên nhiệt độ sôi giảm. Ví dụ: Nhiệt độ sôi tăng theo chiều: < 166 <

167. + Sự đóng vòng làm cho nhiệt độ sôi tăng. Ví dụ: nhiệt độ sôi: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 –CH3 < (690C) (810C) b. Anken và polien + Trong anken thì nhiệt độ sôi của dạng cis > nhiệt độ sôi củadạng trans. + Các polien liên hợp có nhiệt độ sôi > các polien không liên hợp. 0 Ví dụ: t s : CH2=CH–CH=CH2–CH3 > CH2=CH–CH2–CH=CH2 (420C) (260C) 2. Nhiệt độ sôi của các dẫn xuất ankan a.Dẫn xuất R–X không có liên kết hidro Độ phân cực của các phân tử (momen lưỡng cực) càng lớn thìnhiệt độ sôi càng cao. Ví dụ: Hợp chất: C6H14 µ C4H9ClC4H9CHO 0 0 t s (0C) 1,86 690 C3H7NO22,49 780 3,15 1030 1310 b. Phân tử R–X có bậc R càng tăng thì nhiệt độ sôi càng giảm, do đối xứng cầutăng, lực Vanđevan giảm nên nhiệt độ sôi giảm. Ví dụ: Nhiệt độ sôi tăng trong dãy sau: CH3 CH3 C CCl< CH3 CH3 CH CH2 Cl CH3 < CH3 CH2 CH CH3 < CH3–CH2–CH2–CH2–Cl Cl c. Hợp chất R–X cóliên kết hidro liên phân tử có nhiệt độ sôi lớn hơn hợp chất không có liên kết hidro liên phân tử, liên kếthidro liên phân tử càng bền thì nhiệt độ sôi càng tăng. Ví dụ: Nhiệt độ sôi tăng theo chiều: CH3 CH CH3< CH3–CH2–CH2–CH3 < CH3 N CH3 CH3 < CH3–CH2–CH2–NH2 < CH3 < CH3–CH2–CH2–OH <CH3–CH2–COOH. d. Các amin + Nhiệt độ sôi của các amin bậc 2 > nhiệt độ sôi của amin bậc 3. 167

168. 0 Ví dụ: t s (CH3)2NH > (CH3)3N (70C) (30C) + Nhiệt độ sôi của amin đa chức > amin đơn chức.0 Ví dụ: t s H2N–CH2–CH2–NH2 > CH3–CH2–CH2–NH2. (1170C) (490C) Vì số nhóm tạo liên kếthidro liên phân tử càng tăng thì số liên kết hidro tăng nên nhiệt độ sôi tăng. e. Các amit + Amit bậc 1(không thế) có nhiệt độ sôi cao hơn amit (N.thế). O Ví dụ: N t 168 0 s O C NH2 > C N(C2H5)2 N CH3C NH2 O

169. Một số bài tập tham khảo Bài 1: So sánh và giải thích tính axit trong dãy. a. CF3 – [CH2]n –COOH với n = 0, 1, 2, 3. b. X COOH với X : –H, –Cl, –CH3, –OCH3, –NO2. Bài 2: Sắp xếp theo trìnhtự tăng dần tính bazơ của các chất sau: a. CH3–CH2–NH2 (A), (B), CH2=CH–CH2–NH2 (C). b. C2H5–NH2, NH3, CH3–NH2, CH2=CH–CH2–NH2, C6H5–NH2, CH3–NH–C6H5, (CH3)2NH, (C6H5)2NH. 6Bài 3: Vitamin C có công thức: CH2OH H 5 OH 1 4 H 3 OH O 2 OH pKa = 4,21. Tại sao Vitamin C cótính axit. Nếu cho 1 mol Vitamin C tác dụng với 1 mol NaOH thì phản ứng xảy ra ở nhóm –OH nào?Bài 4: Cho axit và các giá trị pKa như sau: 4,76 ; 3,13 ; 6,40. OH HOOC CH2 C CH2 COOH COOH .Hãy điền giá trị pKa vào các nhóm –COOH. Bài 5: 0 a. Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần t s (có giảithích) của dãy sau: C6H5–C2H5 (A), C6H5–CH2OH (B), C6H5–O–CH3 (C), C6H5–CH=O (D), C6H5–COOH (E). b. Trong 5 chất trên có 1 chất ở trạng thái rắn (nhiệt độ thường) và một chất lỏng dần dầnhóa rắn khi để ngoài không khí. Hãy cho biết 2 chất trên và giải thích, nêu phương pháp bảo quản chấtlỏng đã nêu. 169

170. c. Trong 5 chất trên thì những cặp chất nào có thể tác dụng được với nhau (điều kiện phản ứng cóđủ). Viết phương trình phản ứng. 170

171. HÓA HỌC VỚI CUỘC SỐNG – ĐỒ TRANG SỨC PGS – TS Lê Kim Long, Đại học Quốc gia HàNội I. Đồ trang sức 1) Khái quát đồ trang sức Cùng với thời trang, đồ trang sức trở thành thứ không thể

thiếu trong bộ sưu tập thời trang của phái đẹp. Nét tinh tế, vẻ lộng lẫy và sự thanh lịch đã khiến đồ trangsức có sức quyến rũ đặc biệt, mang lại vẻ đẹp đầy tự tin cho người mang nó. Chọn được cho mìnhnhững món đồ trang sức đẹp đã khó, nhưng phải giữ gìn được vẻ đẹp lâu bền của nó! Đá quý: là chấtliệu phong phú về chủng loại, màu sắc, khả năng phản xạ ánh sáng, đá quý mang lại nguồn cảm hứngsáng tạo bất tận cho thời trang đồ trang sức. Đá có độ cứng càng cao thì giá trị càng lớn. “Nữ hoàng” củatất cả các loại đá quý là kim cương với độ cứng chuẩn là 10. Tiếp đến là ruby và saphia có độ cứng là 9,đá garnet, mã não cao cấp và thạch anh có độ cứng là 7. Còn tất cả các loại đá có độ cứng dưới 7 baogồm đá opal (có màu trắng sữa hoặc xanh), ngọc bích, đá lapis lazuli (màu xanh da trời), đá san hô vàngọc trai… đều dễ bị xước. Vàng: là kim loại hiếm, có giá trị cao và rất mềm, cần được giữ gìn cẩn thậntrong khi đeo. Vàng thường được pha thêm với bạc, đồng và các kim loại khác để tăng độ cứng và tạonên những màu sắc khác nhau. Thành phần của vàng nguyên chất trong hợp kim được tính bằng cara(K): vàng 24K là 100% vàng nguyên chất (tương tự có thể tính được chẳng hạn vàng 18K chứa 75%vàng nguyên chất…). Bạc: là kim loại có độ sáng cao, không bị han gỉ ở dạng nguyên chất. Nhưng đểphù hợp cho việc làm đồ trang sức, bạc thường pha thêm những chất khác. Bạc trang sức thường baogồm 92,5% bạc và 7,5% đồng. Đây là loại bạc có độ sáng cao nhất, có khả năng chống xước cao. Tuynhiên sau một thời gian sử dụng, bạc bị oxy hoá do có phản ứng với oxy hoá và sulfur và trở nên xỉnmàu. Có thể dễ dàng lấy đi các lớp bám trên đồ trang sức bạc bằng các chất sẵn có trong các hiệu kimhoàn. Bạch kim: Platinum - người Việt quen gọi là "bạch kim" đây là một kim loại quý có giá trị caohơn vàng, bởi vì trữ lượng của bạch kim rất ít, hàm lượng bạch kim trong mỏ khoáng thấp, phân tán,khó khai thác. Platinum có ký hiệu hoá học là Pt, là nguyên tố kim loại đơn chất có màu trắng, độ nóngchảy 1.768 độ C khối lượng riêng 21,45g/cm khối. Bạch kim được người Nhật Bản ưa chuộng nhất. Sảnphẩm bán ngoài thị trường trang sức thường bao gồm 90 đến 95% bạch kim nguyên chất. Ưu điểm củađồ trang sức này là có độ bền cao, khó bị oxy hoá và khả năng duy trì độ bóng trong thời gian dài sửdụng. Cách làm sạch và tăng độ bóng đối với bạch kim cũng như đối với vàng và bạc. Đồ trang sức cũngvô cùng phong phú về mẫu mã và chủng loại. Với các thiết kế càng tỉ mỉ và tinh vi, bạn càng phải cọ rửavà chăm sóc thường xuyên và công phu giữ gìn để đồ trang sức luôn trong trạng thái sáng đẹp nhất. Sẽdễ dàng hơn nhiều nếu bạn biết cách sử dụng và bảo quản đúng cách. Câu hỏi thảo luận: 1- Bản chất hóahọc của các loại đá quý và cách nhận biết? 171

172. 2) Vàng, hoàn nguyên và chế hóa vàng a) Khái niệm tuổi vàng - Truyền thống: “Vàng câm, bạcđiếc”, “ Ngọc càng mài càng sáng, vàng càng luyện càng trong” - Khái niệm vàng mười. - Luyện vàng -Nâng tuổi vàng - Vàng Nga b) Khai thác vàng tự sinh - Nhặt - Đãi (kỹ thuật tuyển theo tỉ trọng) - Lănthủy ngân (khái niệm hỗn hống) - Xianua (vấn đề ô nhiễm môi trường) c) Thu hồi vàng (vận dụng cáckiến thức liên quan đến kim loại chương trình lớp 12 nâng cao và chuyên sâu) - Vàng thấp tuổi đã qua sửdụng - Vàng mạ (vỏ đồng hồ, chân cắm điện tử) - Hợp kim vàng (vàng trắng) - Vàng 58,3% (14K) Câuhỏi và thảo luận: 1- Bằng các hiểu biết về các kim loại quý, hiếm, hãy phân tích các quá trình tinh chếvàng trong thực tế? Vấn đề ô nhiễm môi trường đang gặp phải ở tất cả các địa điểm khai thác vàng ởViệt nam? 2- Phân tích quá trình tinh chế vàng 14K (58,3%) theo quan điểm hóa học? 3) Vàng trắng a)Bản chất vàng trắng - WHITE GOLD: là từ tiếng Anh, dịch ra tiếng Việt cũng là "vàng trắng". Đây làmột hợp kim được pha trộn (theo nhiều công thức) cơ bản gồm vàng y (vàng 4 số 9) + bạc + paladium(hoặc nikel) + một số kim loại khác vì platinum rất hiếm và đắt nên trên thế giới người ta đã dùng cáckim loại có màu trắng như Paladium (Pd) hoặc Nikel (Ni) khi pha trộn với các kim loại khác (như vàng)sẽ làm cho màu của vàng nhạt đi nhiều tạo thành một hợp kim có màu vàng rất nhạt (gần như trắng).Muốn trắng hơn người ta phải xi mạ thêm bên ngoài một thứ kim loại khác (cũng nằm trong nhómplatinum) đó là Rhodium (Rd) để có màu sắc trắng sáng rất đẹp không thua gì platium mà giá thành thấphơn nhiều. Hiện nay giá vàng trắng (white gold) cao hơn so với vàng 18K vì các kim loại dùng để phatrộn như Pd giá cũng khá cao, dù tỉ lệ pha rất ít. Các nhà sản xuất nữ trang thường đóng dấu có chữ cái"P" hoặc "Pt" cho nữ trang platium tức bạch kim và đóng chữ cái "WG" cho nữ trang làm bằng vàngtrắng (white gold). Ngoài ra còn có các loại vàng khác như Green gold ( vàng xanh), Yellow gold (vàngvàng), Red Gold... Người ta lựa chọn những kim loại quý với tỷ lệ thích hợp để nấu chảy đều cùng vớivàng, sau khi kết tinh thu được một hợp chất có màu trắng, sản phẩm này được gọi là vàng trắng. Nóimột cách khác vàng trắng là hợp kim đa nguyên tố không phải là một đơn chất trong bảng tuần hoànMENDELEEP. Thành phần của nó gồm có vàng và các loại kim loại quý hiếm như Niken, Pladi,Platin..vv..Do tính chất đặc biệt của hợp kim nên màu vàng của vàng đã biến mất trong vàng trắng.Thành phần của vàng trắng gồm có vàng và các kim loại quý hiếm như Niken, Pladi, Platin..vv… Dotính chất đặc biệt của hợp kim nên màu vàng của vàng đã mất trong vàng 172

173. trắng. Như vậy giá trị của vàng trắng được đảm bảo như bằng hàm lượng vàng có trong nó, cáchtính giá trị của vàng trắng như cách tính giá rị của các loại vàng tây thường (vàng hợp kim, vàng màu)trên thị trường. Trong kỹ nghệ chế tác trang sức, vàng trắng được coi là một phát minh có giá trị cao vềkinh tế và mỹ thuật; bởi nó có thể thay thế gần như hoàn toàn Platin là kim loại quý hiếm đắt hơn vàngvà rất khó chế tác ra đồ trang sức. Vàng trắng có màu trắng tinh khiết, ánh kim lấp lánh cùng đặc tínhcứng, dẻo khiến vàng trắng phản quang đàn hồi tốt, chịu được ma sát khi đeo dùng; vì vậy ít bị hao mòn,biến dạng, gãy đứt, đặc biệt có khả năng giữ chắc các loại đa quý, kim cương trên đồ trang sức. Vàngtrắng mới được phổ cập tại Việt Nam khoảng năm 1997 và nhanh chóng được người tiêu dùng ưa thíchbởi tính hữu dụng, kinh tế và vẻ đẹp thuần khiết cao quý của nó. Hiện nay trên thị trường thịnh hành hailoại vàng trắng như vàng 14K (58,3%), 18K (75%). Nhưng phổ biến là vàng trắng 14K. Vàng trắng ởthị trường Việt Nam hiện nay được pha chế chủ yếu bằng vàng 24K (99,9%) với hợp kim (Alloy) danhtừ chuyên ngành gọi là hội (hợp kim có thành phần kim loại quý) của nước ngoài phổ biến là của Đức,Ý. Thông thường vàng 14K có màu trắng đẹp hơn vàng 18K (bởi hàm lượng vàng trong vàng trắng càngcao thì độ trắng càng giảm). Nhưng hiện nay do áp dụng công nghệ mới vào sản xuất, Công ty vàng bạcđá quý Bảo Tín Minh Châu đã chế tác thành công loại vàng 70%, 75% có màu trắng bóng, nguyên bảnkhông cần xi mạ có màu sắc và cơ tính tương đương Platin (PT900), mặc dù ở độ tuổi này vàng rất khótrắng. Do chế tác tại Việt Nam và sử dụng hợp kim (Alloy) ngoại nhập nên chất lượng vàng trắng nhưcủa nước ngoài nhưng giá bán lại thấp hơn vàng nước ngoài rất nhiều. Ví dụ: Vào thời điểm ngày 10/02/2006 giá nhẫn vàng trắng nam, nữ: - Vàng Ý: 1.087.000đ/chỉ (75%Au) - Vàng Việt Nam :936.000đ/chỉ(75%Au) - Trên thực tế vàng trắng đẹp và có độ bền cao nhưng khó chế tác hơn vàng tâythường mà giá bán ra cao hơn so với vàng tây không nhiều. - Ví dụ: (Tất cả các loại vàng đều chưa tínhtiền công chế tác) - Giá: - Vàng ta 99,9%Au = 1.063.000VNĐ/chỉ - Vàng tây thường 75%Au =796.000VNĐ/chỉ - Vàng trắng 75%Au = 806.000VNĐ/chỉ Trang sức vàng trắng sau khi chế tác đểnguyên bản có ánh kim lấp lánh, màu trắng sáng có ánh vàng rất nhẹ của vàng gốc tạo cho trang sức cóhồn và vẻ đẹp riêng biệt: thanh khiết, sâu lắng khác hẳn với màu trắng sáng của Inox, trắng lạnh của đồmạ crôm, trắng nhạt của bạc. Trên thế giới quan niệm màu sắc đặc trưng của vàng trắng sẽ tôn tạo tínhcách của người đeo dùng nó. Ngoài ra có thể có trang sức trắng hơn thì dùng công nghệ xi điện giải hiệnđại. Lớp xi này bằng kim loại quý Rhodium có giá trị gấp 2 lần vàng, sáng trắng, bóng mịn phủ dày lênbề mặt trang sức có thể dùng hàng năm, khi lớp xi mòn ta có thể xi lại đẹp như mới trong thời 173

174. gian khoảng một giờ với chi phí rất ít (Ví dụ: một chiếc nhẫn cưới chi phí trên dưới 10.000đ tạithời điểm giá tháng 02/ 2006). b) Phân biệt bạch kim với vàng trắng Vàng trắng là hợp kim của vàng vàcác kim loại quý khác, trong đó vàng là thành phần chính. Vàng trắng có màu trắng ngà nên khi thành đồtrang sức sẽ được phủ lên bề mặt một lớp kim loại Rhodium - quý hơn vàng - nên có màu trắng sáng rựcrỡ. Do vậy, vàng trắng dùng một thời gian thường bị ngả vàng. Để nữ trang vàng trắng luôn đẹp, tốt nhấtkhoảng 2 tháng khách hàng mang tới cửa hàng xi lại lớp Rhodium và kiểm tra lại các ổ hột. Bạch kim còngọi là Platinum là kim loại quý có giá trị cao gấp 1,7 - 2 lần so với vàng 99.99. Bạch kim có màu trắng,có độ bóng và sáng cao hơn vàng trắng. Bạch kim có tỷ trọng cao hơn vàng do đó nữ trang trang làmbằng bạch kim nặng hơn rất nhiều so với nữ trang vàng có cùng kiểu dáng và kích cỡ. Hiện nay, ngườitiêu dùng thường gọi vàng trắng là bạch kim. Do giá cao, vẻ đẹp cũng giống như vàng trắng và khó sảnxuất nên tại thị trường Việt Nam rất hiếm có nữ trang làm bằng bạch kim. Vàng Trắng và Bạch Kim : Sựkhác biệt từ bản chất kim loại. - Vàng trắng thực chất là vàng nguyên chất được trộn với 1 số kim loạikhác để tạo ra màu trắng ngà và khi chế tác được phủ lên bê mặt 1 lớp kim loại Rhodium (cái này cònquý hơn vàng) để có thể tạo ra màu trắng sáng. Vì vậy trong quá trình sử dụng vàng trắng dễ bị ngả màuvàng ố và phải được si lại 1 lớp Rhodium, việc này khoảng 1 đến 2 năm 1 lần. 174

175. - Bạch kim thì khác, bản chất của nó đã là màu trắng có pha 1 chút xám. Khi sử dụng lâu ngày có lễtỉ lệ màu xám sẻ tăng dần, nhưng rất dễ sử lý chỉ cần mang đánh bóng thì sẻ có lại màu như ban đầu. -Cũng vì sự khác biệt về bản chất kim loại nên dẫn đến trọng lượng của chúng cũng khác nhau rõ rêt. Docó tỉ trọng cao hơn khoảng 60% so với vàng trắng nên đồ trang sức bằng bạch kim năng hơn bằng vàngtrắng rất nhiều. Cũng vì có tỉ trọng lớn nên để gia công 1 món đồ trang sức bằng bạch kim phải tốn khánhiều công sức, cũng là lí do tại sao giá đồ trang sức bằng bạch kim lại đắt hơn vàng trắng nhiều lần.Vàng Trắng và Bạch Kim : Sự khác biệt trong cách sử dụng. - Sự bào mòn trong quá trình sử dụng ảnhhướng đến vàng trắng và bạch kim bằng 2 cách khác nhau. Trong quá trình sử dụng một lượng nhỏ vànghay Rhodium sẻ bị bào mòn ở vàng trắng và cần phải si lại lớp này trong 1 khoảng thời gian nhất định.Nhưng đối với bạch kim thì lớp kim loại chỉ đơn giản là bị ố màu và chỉ cần đánh bóng lại. - Tuy nhiênbạn cũng cần biết rằng bạch kim có tốc độ ố màu trong quá trinh sử dụng nhanh hơn vàng trắng nhiều

lần, nhưng lại dễ sử lý nên có thể có được lớp màu sáng trắng tự nhiên lâu hơn vàng trắng. Vàng Trắngvà Bạch Kim : Khác biết ngay cả trong sử dụng. Vàng trắng không phải 100% vàng tự nhiên (màuvàng), vì vậy nó phải được pha trộn với 1 số kim loại khác để tạo nên màu trắng sáng. Do đó trong quátrình sử dụng nó có thể gây ra 1 số kích ứng da đối với 1 số người nhạy cảm với dị ứng kim loại. Mặtkhách bạch kim thì gần như hoàn toàn là Platinum nguyên chất, nên nó khó có khả năng gây kích ứngda. II) Vàng giả - Bài toán của Hóa học a) Vàng giả gây xôn xao Hong Kong ngay từ tháng 11 năm2010, Cư dân và các nhà đầu tư tại Hong Kong xôn xao sau khi nhà chức trách phát hiện hàng trămounce vàng giả rất tinh vi. Hàng trăm ounce vàng giả đã được mua đi bán lại tại Hong Kong trong suốtcả năm qua mà không ai hay biết gì. Đây là scandal lớn nhất liên quan đến kim loại quý tại lãnh thổ nàytrong hàng thập kỷ qua. Vụ việc gây sốc cho thị trường Hong Kong không phải vì quy mô quá lớn, màdo sự tinh vi của nó. b) Giả như thật. Chiều ngày 10 tháng 5 năm 2011, bà T.D (chủ tiệm vàng trênđường Lê Quang Định, quận Bình Thạnh - TPHCM) cho biết tiệm của bà đã từng có khách hàng đến bán2 nhẫn vàng (mỗi nhẫn 3 chỉ) nhưng khi dùng lửa để kiểm tra chất lượng thì người này giật lại rồi bỏchạy. Theo bà D., khoảng hai tháng gần đây, trên thị trường xuất hiện một số người bán vàng nhẫn loại2 - 5 chỉ, đóng dấu giả ký hiệu, trọng lượng, tên của nhiều nhà sản xuất... Qua kiểm tra bằng máy móc,các loại nhẫn vàng này đều cho kết quả chất lượng vàng 9999 nhưng khi dùng lửa để thử thì phát hiện cóđộ tuổi rất thấp. Tháng 8-2010, người dân cũng từng xôn xao khi Công ty Vàng bạc Đá quý Sài Gònphát hiện vàng miếng SJC bị mài mòn 4 cạnh, sau đó đóng ép vào bao bì nhái theo bao bì SJC. Mỗilượng vàng miếng SJC bị hao hụt đi từ 2-4 phân, tương đương từ 2%-4% trọng lượng so với vàng miếngloại 1 lượng của SJC. Một hình thức giả khác là vàng miếng SJC nhưng chỉ đạt 97%-98% chất lượng. c)Vàng giả. Để sản xuất vàng giả, những kẻ lừa đảo chuyên nghiệp đã dùng vàng thật (chiếm 51% sảnphẩm) phủ lên trên một hỗn hợp 7 kim loại, hợp kim gồm osmium, iridium, ruthenium, đồng, niken, sắtvà rhodium. Công thức phức tạp của hỗn hợp độn vào chứng tỏ kẻ lừa đảo rất am hiểu về lĩnh vực kimloại, luyện kim và được trang bị chuyên nghiệp. 2) Hệ lụy tài chính. "Bọn chúng làm giả rất tinh vi",ông Haywood Cheung, Chủ tịch sàn giao dịch vàng lâu đời tại Hong Kong, Chinese Gold & SilverExchange Society nhận xét với tờ Financial Times. Ông Cheung cho biết tính đến nay, các cơ quan chứcnăng đã phát hiện ít 175

176. nhất 200 ounce (tương đương 166 lượng) vàng giả, trị giá 280.000 USD. Tuy nhiên, số lượng thựctế đang trôi nổi trên thị trường được dự đoán cao hơn gấp 10 lần. Ngay cả Luk Fook Group, một trongnhững hãng trang sức lớn nhất Hong Kong cũng bị lừa. Họ đã mua phải 11.500 USD vàng giả trong suốtmùa hè. Sau khi phát hiện ra chỗ vàng đó là đồ "nhái", hãng đã cho trưng bày chúng tại các cửa hàng đểcảnh báo cho những người khác biết. "Đây là thiệt hại lớn nhất từ trước đến nay của chúng tôi", PaulLaw, Giám đốc của công ty trang sức than thở. Nạn vàng giả không phải là mới tại Hong Kong và nhiềunước châu Á. Tuy nhiên, trước đây, vàng giả dễ dàng bị phát hiện nếu nhìn bằng mắt thường do đượcsản xuất một cách vụng về. Ví dụ, bọn chúng thường độn hợp kim tungsten bên ngoài lớp "áo" vàng thật.Các nhà chuyên môn chỉ cần kiểm tra đơn giản là phát hiện ra. Còn với công nghệ mới, miếng vàng giảqua mặt hầu hết các bước kiểm tra thông thường, chỉ phát hiện bằng các phương pháp thử phức tạp hơnnhư dùng nhiệt độ hoặc chất hóa học. Với các làm giả mới, bọn lừa đảo tốn nhiều tiền hơn vì các hợpkim iridium và osmium khá đắt tiền. Tuy nhiên, bù lại chúng đã lừa được nhiều người, kể cả những taybuôn sành sỏi nhất. 3) Bản chất vàng giả a) Phủ lên bề mặt sản phẩm một lớp vàng 9999 Những ngàygần đây, người tiêu dùng hết sức lo ngại khi trên thị trường xuất hiện sản phẩm vàng giả chất lượng vàng9999. Trong khi đó, việc kiểm tra chất lượng vàng miếng, vàng nhẫn, nữ trang vàng của cơ quan quản lýgần như không được thực hiện. Giới kinh doanh vàng cho biết do máy móc của các tiệm vàng chỉ “đọc”được chất lượng của lớp vàng phủ trên bề mặt sản phẩm nên thời gian gần đây, một số đối tượng lừa đảođã phủ lên bề mặt sản phẩm vàng kém chất lượng một lớp vàng đạt chất lượng 9999 để đánh lừa các chủtiệm vàng, các tiệm cầm đồ và người mua – bán vàng. b) Chưa rõ nguồn gốc Nhiều ý kiến cho rằng vàngchất lượng kém có nguồn gốc từ nước ngoài. Bởi cuối năm 2010, thị trường vàng thế giới đã từng chấnđộng khi đối tượng lừa đảo phủ lên bề mặt của hàng trăm ounce vàng nhiều hỗn hợp kim loại rồi giaodịch trong một thời gian dài nhưng vẫn không bị phát hiện. Để kiểm tra chất lượng vàng, các doanhnghiệp kinh doanh vàng thường áp dụng phương pháp đánh vàng vào đá mài, cân tỉ trọng… Các phươngpháp này đều có ưu điểm và hạn chế riêng nên phải kết hợp chúng để kiểm tra chéo lẫn nhau mới cho kếtquả chính xác nhất. Điều này lý giải vì sao ACB, Công ty Vàng bạc Đá quý Sacombank – SBJ và một sốdoanh nghiệp khác đầu tư hàng tỉ đồng để trang bị máy móc hiện đại cho việc giám định chất lượng sảnphẩm vàng. 12- 176 Các câu hỏi thảo luận: Phương pháp kiểm tra chất lượng vàng phổ biến tại ViệtNam là những phương pháp nào? Ưu điểm và hạn chế của các phương pháp này để có thể bị “qua mặt”Làm thế nào để có được hợp kim gồm W, Os, … có khối lượng riêng bằng khối lượng riêng của vàng

99,9%?

177. II) Hóa học với vấn đề vàng giả 1) Bàn luận. - Ý kiến doanh nghiệp: Tuy các doanh nghiệp kinhdoanh vàng hàng đầu đều đăng ký tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm với Nhà nước nhưng trên thực tế, cáccơ quan quản lý gần như không kiểm tra tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm vàng. Còn chất lượng của vàngnữ trang do các tiệm vàng sản xuất thì hoàn toàn phụ thuộc vào đạo đức kinh doanh của chủ tiệm. Vìthế, các chuyên gia trong lĩnh vực vàng khuyên người tiêu dùng nên đến các đơn vị có trang bị máy móc,thiết bị hiện đại để kiểm tra chất lượng sản phẩm vàng. ThS Nguyễn Thái Hòa, Trưởng phòng Giámđịnh chất lượng (Trung tâm vàng ACB), cho biết ngoài vàng nguyên liệu độn tạp chất Os, Ir, Ru, trên thịtrường VN còn có các loại khác, như vàng độn chất wolfram, vàng còn lẫn các kim loại khác như chì(Pb), natri (Na)… Đối với người tiêu dùng nữ trang, ông Đậu Quang Bích, Trưởng phòng kỹ thuật côngty Công nghệ D.C (chuyên đo và phân tích về vàng), cho biết sẽ không ảnh hưởng bởi các sản phẩm nữtrang sản xuất đạt chất lượng không thể chứa chất Os, Ir, Ru lớn hơn 0,1%. “Tuy nhiên, khi mua nhẫnvàng hoặc vàng khối cần phải kiểm tra bằng máy. Vì các sản phẩm này thường làm đơn giản bằng taynên có thể bị gian lận pha tạp chất bẩn vào” . - Ý kiến nhà hóa học: + Theo nhận định của Phó Giáo sư -Tiến sĩ Nguyễn Văn Tuyến, Viện trưởng Viện Hóa học Việt Nam, khả năng vàng miếng có chất lạ có thểlà Vonfram. Chất này là một kim loại chuyển tiếp có màu từ xám thép đến trắng, rất cứng và nặng, chịunhiệt khối lượng riêng lớn và nhiệt độ nóng chảy rất cao, bền trong không khí ở nhiệt độ thường, tantrong hỗn hợp axit niric và axit flohidric. Các khoáng vật chính là Vonframit, seelit, tungstit. + ÔngNguyễn Ngọc Khôi, Giám đốc Trung tâm Ngọc học và Giám định Vàng bạc Đá quý cho biết: Vonfram íttồn tại dưới dạng tự do mà chủ yếu ở trong các khoáng vật của nó. Vonfram được ứng dụng rất rộng rãinhư dùng để chế tạo thép siêu cứng và chịu nhiệt, thiết bị cắt nhanh, hợp kim, dùng trong kỹ thuật điện(làm dây tóc bóng đèn điện), trong kỹ thuật vô tuyến điện. Khi đun nóng chảy vàng nguyên chất rồi trộnkhoảng 10%-30% lượng bột vonfram sẽ tạo ra hợp kim có màu sắc như vàng thật, mắt thường khó nhậndiện. Ngay cả nhiều loại máy thử vàng hiện đại tại Việt Nam cũng khó phát hiện do chưa cài đặt phầnmềm nhận diện được nguyên tố vonfram. - Ý kiến người buôn bán: Theo các chủ tiệm vàng tính toán,hiện một lọ chứa 100g vonfram tinh khiết trong phòng thí nghiệm giá khoảng 2,4 triệu đồng (khoảng100.000 đồng một chỉ vonfram). Khi trộn với vàng, các đối tượng lừa đảo có thể lấy cắp được 2 chỉtrong 1 lượng vàng và thay thế bằng 2 chỉ vonfram. Giá vàng hiện nay khoảng 3,7 triệu đồng/chỉ, nhưvậy kẻ gian có thể gây thiệt hại cho doanh nghiệp kinh doanh vàng và người tiêu dùng khoảng 7,5 triệuđồng/lượng vàng. - Ý kiến hiệp hội: Ngày 8/7, Hội Kim hoàn đá quý TP.HCM (SJA) công bố loại bộtsiêu nặng trộn lẫn trong vàng (gọi là vàng độn hay vàng nguyên liệu nhiễm bẩn) chính là hỗn hợp bộtgồm có ba nguyên tố có tỉ trọng cao là Os (Osmi), Ir (Iriđi) và Ru (Rutheni). Theo Ban Khoa học củaSJA, loại bột gồm chất Os, Ir và Ru có trong vàng độn thời gian qua không tạo hợp kim với vàng vàkhông tan trong hầu hết các loại, kể cả loại cường tan. Vì thế khi phân kim, loại bột này vẫn còn nguyênvà lắng ở đáy bình. Đánh giá của SJA, loại bột này thường là sản phẩm phụ đi kèm trong quặng bạchkim (Pt). Kích thước hạt của loại bột này vào khoảng vài chục micromet (khá mịn) được trộn vào vàngkhi nấu chảy (có thể hình dung như những viên sỏi trong vữa bê tông). Theo SJA, sở dĩ loại bột này trộntrong vàng khó phát hiện vì có tỉ trọng cao và không tạo hợp kim với vàng. Do đó các hạt bột này khicho vào vàng nóng chảy 177

178. nó sẽ chìm lẫn sâu vào bên trong thỏi vàng nên máy đo quang phổ khó phát hiện và cả phương phápđo tỉ trọng (cân nước) cũng không phát hiện ra được. Mặt khác, khi lẫn trong vàng thì nó không làm chocục vàng bị vỡ như khi trộn các nguyên tố hóa học khác mà vẫn rất dẻo và màu sắc hầu như không thayđổi. Ông Nguyễn Sinh Thành, Giám đốc xưởng nữ trang SJC, cho biết từ lâu các doanh nghiệp (DN)trong nước thấy vàng độn chất wolfram, chì… không còn xuất hiện nữa. Vì vàng độn kiểu này rất dễ bịphát hiện thông qua cán mỏng, cắt, nghe âm thanh, thổi lửa trực tiếp. Theo Ban Khoa học kỹ thuật SJA,nếu sản phẩm vàng 24K hoặc vàng 18K có lẫn tạp chất khi gia công đánh bóng sẽ dễ dàng nhận biết. Vìsau khi chà láng, đem đánh bóng sẽ nổi rõ các hạt li ti màu trắng. Ở những chỗ nhiều tạp chất sẽ thấy sảnphẩm sần sùi, sờ tay vào sẽ cảm nhận được độ nhám rõ rệt. Ông Nguyễn Văn Dưng, Chủ tịch SJA, chobiết vàng bẩn, vàng độn sẽ ảnh hưởng lớn đến các DN sản xuất và mua bán vàng. Do vậy, nếu khôngkiểm soát kỹ đầu vào thì chi phí sản xuất của DN sẽ rất cao do có nhiều sản phẩm vàng mỹ nghệ, trangsức bị lỗi, bề mặt xước rỗ, nứt vỡ khi gia công. Theo ông Nguyễn Văn Dưng, Chủ tịch SJA, SJA đã gửimẫu vàng pha tạp chất đến Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 3 (Quatest 3) nhưngkết quả thu được vẫn là vàng nguyên liệu 99%. Trong đó, hàm lượng vàng chiếm 98,58%, các chất khácchứa tỉ lệ không đáng kể và đặc biệt không phát hiện được các tạp chất như Os, Rh (Rhodium), Ru haywolfram. 2) Thực tế Có thể phân vàng giả thành 2 dạng: dạng thứ nhất tạm gọi là "vàng giả lõi đặc", đây

là loại vàng giả có lõi là khối wolfram đặc hoặc chất liệu nào đó rồi được bọc lớp vàng nguyên chất bênngoài. Dạng này dễ bị phát hiện bằng các phương pháp thông thường như: cán, cắt, nghe âm thanh, thổilửa trực tiếp… nên không còn xuất hiện nhiều; dạng thứ hai tạm gọi là "vàng giả lõi trộn bột tạp chất" làloại vàng giả có lõi là dạng vàng trộn với bột wolfram, osminum, iridium, ruthenium, Fe, Ni… riêng lẻhoặc nhiều thành phần rồi được bọc lớp vàng nguyên chất bên ngoài. Dạng này rất khó phát hiện bằngphương pháp thông thường và qua mặt các thiết bị phân tích hàm lượng vàng. Để nhận biết vàng nguyênliệu có pha tạp chất, Dùng kính lúp 12x (loại xem kim cương), quan sát kỹ thì thấy có lẫn những hạt li timàu trắng, xám sẫm đen lẫn trong vàng và bề mặt vàng bị rỗ, không bóng láng; khi dùng lửa để cháy thìkhi đang tan chảy, vàng có pha tạp chất không trong như vàng y nguyên chất. Sau khi "cháy bóng" thìchỗ cháy của vàng pha tạp chất không bóng, rất mờ, thậm chí rất xù xì, nhám; còn khi nấu chảy, vàng cópha tạp chất khi đang tan chảy, nhưng nếu giật ngọn lửa ra chỗ khác sẽ có một màn mờ bao phủ "cụcvàng". Khi để nguội "cục vàng" trong mẻ có màu hơi sẫm (bã trầu) bề mặt tròn bầu, trong khi vàng 24Kthì láng bóng, "sụp mặt". Vàng 4 số 9 đúc đặc dưới dạng vàng thỏi. Khi đưa vào máy thử thì cho ra kếtquả đúng là vàng 4 số 9. Lấy kìm cắt đôi thỏi vàng, thì thấy bở chứ không dẻo như vàng 4 số 9 bìnhthường. Tiếp tục nung chảy phân kim thì thấy hàm lượng vàng chỉ có khoảng 60 - 80%, còn lại là chấtlắng cặn như những hạt cát mịn, nghi là vonfram. Kẻ gian chọn vonfram để độn vào vàng là vì nguyêntố này có tính năng lý, hóa gần giống với vàng. Trên thực tế, cả vàng và vonfram đều có tỷ trọng gầngiống nhau (của vàng là 19,25, vonfram là 19,3). Dựa vào đặc điểm khối lượng riêng này, người ta tạora vàng kém chất lượng bằng cách trộn vonfram ở dạng bột với vàng ở trạng thái nóng chảy. Nhiệt độnóng chảy của vàng là 1.360 độ C, của vonfram là 3.700 độ C. Khi nung vonfram với nhiệt độ nóngchảy của vàng, vàng sẽ nóng chảy và bao quanh, vonfram khi đó chưa đủ nhiệt độ nóng chảy, tạo thànhmột lớp vàng bên ngoài, lõi vonfram. 178

179. Khi cắn thử lên miếng vàng mà bạn muốn xem xét, vàng giả sẽ không để lại bất kỳ vết cắn nàotrong khi vàng thật sẽ có, nguyên nhân là do vàng thường mềm hơn các kim loại khác. Khi mua vàngtrang sức, người dân có thể xì nóng chảy một điểm, để nguội thấy có nhiều sạn và váng là vàng độn. Khihơ lửa, để nguội, ngâm xuống nước bóp mềm mềm, êm êm là vàng thật. Trong trường hợp phát hiệnthấy vàng khả nghi, có thể mang nấu chảy vàng ở một nồi gốm và để nguội tự nhiên. Một cách làm khác,có thể đổ vàng vào hão dài sau đó gõ nghe âm thanh để phân biệt. Nếu là vàng thật sẽ có tiếng phát rađục, vàng độn âm thanh sẽ thanh và trong. 3) Trợ giúp của các nhà khoa học: Theo TS Vũ Đức Lợi,Trưởng phòng Phân tích, Viện Hóa học thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, hợp chất dạng bộtmàu xám đen thu được từ các mẫu vàng giả ở các tiệm vàng thời gian gần đây được nhận định khôngphải là volfram như những lời đồn đoán trong thời gian vừa qua. Theo TS Lợi, cách làm vàng giả có thểtheo 2 cách. Một là độn các chất kim loại này vào giữa sau đó bọc vàng phía ngoài. Cách thứ hai là phalẫn các chất này trong quá trình làm vàng, tôi vàng, rồi sau đó mới bọc vàng bên ngoài để khó phát hiện.Tuy nhiên, cả 2 cách này đều khiến vàng bị giảm phẩm chất nhưng người mua khó phát hiện bằng mắtthường. Trong trường hợp này, kẻ gian đã sử dụng cách thứ 2 là trộn hợp chất này trong quá trình làmvàng. Tuy nhiên, ông Lợi cho biết hợp chất được phát hiện trong các mẫu vàng giả được gửi về viện đểtiến hành kiểm nghiệm chưa thấy mẫu bột siêu nặng nào được cho là bột volfram. Tuy nhiên, các mẫugần đây nhất được đem phân tích thì đều cho kết quả là những thành phần giống nhau. Thành phần chínhcủa loại bột siêu nặng là hỗn hợp của 3 nguyên tố có tỉ trọng rất cao, gồm Os có tỉ trọng 22,61g/cm3 vànhiệt độ nóng chảy là 3033 độ C; Ir có tỉ trọng 22,65 g/cm3 và nhiệt độ nóng chảy là 2466 độ C; và Ru,có tỉ trọng 12,45g/cm3 và nhiệt độ nóng chảy là 2334 độ C. Trong khi đó Au (vàng) có tỉ trọng chỉ là19,3g/cm 3 và nhiệt độ nóng chảy chỉ là 1064 độ C. Hỗn hợp của ba kim loại này tạo nên thứ bột gọi làsiêu nặng, và có nhiệt độ nóng chảy cũng cao hơn vàng. Kích thước hạt của loại bột siêu nặng vàokhoảng vài chục micro mét, khá mịn. Chúng thường được trộn vào vàng khi nấu chảy. Loại bột siêunặng này không tạo hợp kim với vàng và không tan trong hầu hết các loại acid, kể cả dung dịch cườngtoan - một loại dung dịch có thể hòa tan vàng một cách dễ dàng. Vì thế, khi phân kim vàng, loại bột nàysẽ vẫn còn nguyên vẹn và lắng đọng ở đáy bình. Ông Lợi cho biết, loại bột này thường là sản phẩm phụđi kèm trong quặng bạch kim. Vì loại bột này có tỉ trọng và nhiệt độ nóng chảy rất cao nên, khi cho vàovàng nóng chảy, chúng không tạo hợp kim với vàng. Thay vào đó, chúng bị chìm vào phía trong vàng(đặc điểm này khác với volfram). Mặt khác, khi lẫn trong vàng, chúng không làm cho cục vàng bị vỡ khicắt hay cán như khi trộn các nguyên tố khác (ví dụ như khi trộn với chì). Hơn nữa, sản phẩm bị trộn vẫnrất dẻo và màu sắc hầu như không thay đổi so với màu của vàng. Còn về tỉ trọng thì do tỉ trọng của loạibột này ngang với vàng nên nếu dùng phương pháp đo tỉ trọng bằng cân nước cũng không thể phát hiệnđược. Do những đặc điểm đó nên khi vàng bị trộn với loại bột siêu nặng này cả người tiêu dùng vàngười kinh doanh đều rất khó có thể phát hiện bằng mắt. 179

180. 4. Phần mềm nhận diện Loại vàng giả lần hiện tại đã sử dụng công nghệ khá tinh vi và nhằm vàonhững hạn chế của các máy đo chất lượng vàng hiện hành. Khi sản xuất vàng giả kẻ gian thường dùnglớp vàng thật bao phủ hợp kim độn phía trong. Vì vậy, các máy đo chất lượng vàng, thậm chí ngay cảkhi sử dụng máy quang phổ cũng khó phát hiện được, do đây là hợp chất lạ nên các máy chưa cài đặtphần mềm nhận diện các nguyên tố này. Nhiều máy thử vàng chỉ đo được bề mặt vàng chứ không đođược phần lõi nên vẫn bị loại vàng giả này “qua mặt”. Nhiều mẫu vàng giả được phân tích có tới 30% làchất siêu nặng nói trên. Viện Hóa học đã tìm ra hợp chất siêu nặng được độn để làm vàng giả trong thờigian gần đây. Nhiều cửa hàng, đại lý kinh doanh vàng bạc đã liên hệ với viện để được hướng dẫn cài đặtphầm mềm nhận diện và xác định các nguyên tố lạ nói trên. Theo tìm hiểu của PV laodong.com.vn, mộtsố cửa hàng, đại lý vàng bạc trên phố Hàng Gà, hàng Bạc... đã cập nhật phần mềm nhận diện này. Kháchhàng có thể đem vàng đến đây để kiểm tra với giá từ 10 đến 20 nghìn đồng/lần thử. What Does FakeGold Look Like? Carole VanSickle has over five years experience working with scientists and creativescholars to promote and explain their work. She is based in Atlanta, Ga., and specializes in scientific,medical and technical writing, SEO and educational content. By Carole Vansickle, eHow ContributorYou are probably familiar with the saying "All that glitters is not gold." This is certainly true, but it hasprobably never been harder to tell the difference between real gold and fake gold than today. There aremany ways to make fake gold look real, and as a result, you have to look very carefully and understandexactly what you are searching for to tell the difference. 1. History Throughout history, fake gold hasbeen used to swindle business people and make something out of nothing. No one is immune. In fact, thenational bank of Ethiopia discovered recently that it had over $16 million in losses from fake gold in itsvaults that had been purchased decades earlier. Fortunately, there are some ways to tell the differencebetween fake and real gold, and as the counterfeits improve, so does the science to identify them. 2.Function Fake gold is almost always used as a scam. However, it does serve some legitimate purposes inthe jewelry industry, by allowing jewelers to make and sell items that would otherwise be unaffordable tomost people. In general, though, fake gold is used to scam people or businesses out of money. 3. TypesFake gold comes in several forms. The most common--and the hardest to detect--are when another heavymetal is plated with 24-carat gold. This makes it appear that the entire piece of metal is pure gold, whenactually only a thin skin on the surface is truly the precious metal. Iron pyrite, or fool's gold, is acommon stone that many people used to think was gold during the days of the Gold Rush. However, it isfar too hard and light to actually be gold, and almost everyone knows the difference today. People havealso been fooled by highly polished copper pyrite or bismutite, both of which have a bright, yellowishsheen in some lights. 180

181. 4. Features These nuggets are actually copper that has been plated with 24-carat gold Fake goldactually is often shinier than real gold. Real gold, particularly when it is in nugget form, has a yellow,almost waxy sheen. This sheen will not change regardless of what light it is in. Most types of fake goldmay look shinier or duller in different lights, and may appear almost silver at times. Real gold is alsomalleable, while typical fake gold is hard. Fake gold is also lightweight in most cases, and even platingwill not make a piece of fake gold weigh even a seventh of what real gold does in most cases. 5.Identification You can test gold in several ways to determine if it is the real thing. Real gold can behammered and will not break or lose its shine. It will just flatten out. Fake gold will stolidly retain itsoriginal shape or shatter. You can also weigh fake gold to see if it weighs as much as the same amount ofreal gold would--a jeweler can help you with this. Dropping the item in question into nitric acid will alsolet you know whether your gold is fake, as the real gold will remain unaffected, but fake gold willchange color and create a green foam. 6. Warning Whenever you are considering an investment in gold,you must require proof that the item that you are purchasing is actually gold. A simple certification isnearly worthless in the legal system since there is no way to prove that you yourself did not switch thegold for fake gold after the gold came into your possession. Work with a trusted jeweler or other expertto make sure before you buy, you are getting the real thing, because you have next to no recourse oncethe deal is done. Câu hỏi và thảo luận: 1Vai trò của Hóa học và GV Hóa học đối với những vấn đề củađịa phương liên quan đến nghề nghiệp Hóa học? 2Chương trình và cách giảng dạy Hóa học tại trườngcủa các Thày Cô cần thay đổi thế nào để môn Hóa học trở nên thực tế hơn? II. Chuyên đề Thí nghiệmthực hành Hoá học: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ TS. Vi Anh Tuấn Trường THPTChuyên KHTN- ĐHKHTN –ĐHQG HÀ NỘI Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục cáccấu tử chất phân tích lên hai pha. Một pha đứng yên, có khả năng hấp thu chất phân tích được gọi là phatĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhauvới pha tĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau. 181

182. Ví dụ thí nghiệm của Txvet được tiến hành như sau: Hoà tan các sắc tố thực vật trong ete dầu hỏa,sau đó nạp một lượng nhỏ vào cột đã nhồi bột CaCO 3. Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏa tinh khiết điqua cột, sau một thời gian nhất định sắc tố thực vật đã tách thành các giải riêng biệt. Sau này, người tabiết được đó là các α-Clorophyl, β-Clorophyl, α-Xantophyl, β- Xantophyl ..., chúng là các chất màu nênkhi tách chúng tạo thành các giải màu khác nhau, vì vậy, Txvet gọi nó là "Chromatography". Theo tiếngHy Lạp, "Chroma" có nghĩa là màu, còn "Graphy" là có nghĩa là ghi, danh từ đó được sử dụng cho tớingày nay để chỉ phương pháp sắc ký. 1 Phân loại các phương pháp sắc ký Có nhiều tiêu chí để phân loạicác phương pháp sắc ký, trong đó tiêu chí được sử dụng nhiều nhất là phân loại theo hệ pha, tức là chấtphân tích phân bố giữa hai pha gì? SK khÝ r¾ - n S¾ kÝkhÝ c SK khÝ -láng SK ® n di mao qu¶n iÖPH¦ ¥ NG PH¸ P S¾C Ký HPLC SK ph© bè láng- láng n SK r¾ láng n- S¾ kÝláng c SK ph¼ ng SKgiÊ y SK lí p máng Hình 1 Phân loại các phương pháp sắc ký 2 Các lực liên kết trong hệ sắc ký Tronghệ sắc ký có 3 thành phần chủ yếu quyết định sự tồn tại của hệ: chất phân tích, pha tĩnh và pha động.Chúng tương tác với nhau, tạo nên sự phân bố cần thiết, giúp cho sự di chuyển các chất phân tích dọctheo chiều dài cột với tốc độ khác nhau. Vấn đề được đặt ra là ba thành phần này tương tác như thế nào,bằng các lực liên kết nào, mà kết quả là các chất phân tích phân bố vào pha tĩnh ở mức độ khác nhau?Câu trả lời là do bản chất của các thành phần trong hệ sắc ký nói trên. Chất phân tích có thể là các ion,phân tử trung hoà hay các chất phân cực; đối tượng tác động của nó cũng có thể là ion, phân tử trunghoà hay chất phân cực. Từ đó chúng tương tác với nhau theo các lực liên kết khác nhau. Người ta chiacác lực liên kết thành 4 loại: a) Lực liên kết ion Trên bề mặt pha tĩnh có các trung tâm hoạt động là ion,đó là các phân tử có khả năng phân ly tạo thành các ion tạo nên các trung tâm hoạt động ion. Chúngtham gia liên kết với các ion chất phân tích trong dung dịch theo lực tương tác tĩnh điện gọi là liên kếtion. Để giữ các anion chất phân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm cation trên bề mặt,và ngược lại, để giữ các cation chất phân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm anion.Cũng tương tự, pha động cũng có các trung tâm hoạt động là các ion, chúng tham gia tương tác với chấtphân tích và pha tĩnh. Chúng có khả năng phân li trong dung dịch tạo thành các cation và anion. Thí dụkhi rửa giải các ion kim loại trên cột cationit, ta có thể dùng pha động là dung dịch HCl loãng. b) Lựcphân cực Trong phân tử chất phân tích, chất rửa giải trong pha động cũng như các phân tử trên bề mặtpha tĩnh có các trung tâm phân cực. Chúng có thể là các lưỡng cực điện cố định, cũng có thể là nhữnglưỡng cực điện do cảm ứng. Chúng tham gia liên kết với các phân tử phân cực khác bằng lực liên kếtphân cực. Sự phân cực trong các phân tử đôi khi rất nhỏ và sự chênh lệch về độ phân cực cũng rất nhỏ.Tuy nhiên, sự chênh lệch này là yếu tố rất quan trọng để độ bền liên kết khác nhau, đó là điều cần thiếtđể phân chia chúng trong các phép tách sắc ký. 182

183. Thí dụ: các chất đồng phân o-, m- và p-cresol chỉ khác nhau về vị trí của nhóm CH 3trong phân tử.Chính nhờ sự khác nhau về vị trí này làm cho mật độ electron trong phân tử của các cresol khác nhau tạonên một sự khác biệt nhỏ về độ phân cực, từ đó lực liên kết phân cực với pha tĩnh khác nhau, là nguyênnhân chênh lệch về thời gian lưu trong quá trình sắc ký. c) Lực phân tán (lực Van-de-van) Lực này cóbản chất điện, tuy nhiên không hề có cực điện trong mạng lưới phân tử, cũng không liên quan tới phântử lưỡng cực cảm ứng hay cố định. Tương tác phân tán điển hình là giữa các mạch hyđrô cacbon, nó làtương tác phân tử. Thí dụ: n-heptan là chất lỏng chứ không phải khí vì sự tương tác giữa các phân tửnheptan là lực phân tán đủ lớn để giữ chất này ở trạng thái lỏng. Để tách các hyđrô cac bon người ta cóthể dùng hyđrô cacbon khác làm pha tĩnh. d) Lực tương tác đặc biệt Lực tương tác đặc biệt là lực tạothành do các liên kết hydro, liên kết cho nhận mà có. Sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử hydro vàcác nguyên tử có độ âm điện cao như O, N, F...tạo thành liên kết hidro. Khi tham gia liên kết, cácelectron còn gọi là "đám mây electron" chuyển dịch sang nguyên tử có độ âm điện cao. Như vậy cácnguyên tử của nguyên tố có độ âm điện càng cao, liên kết hydro càng bền chặt. Người ta nhận thấy nănglượng liên kết giảm theo dãy sau đây: F H ... F > O H ... O > N H ... N > C H ... C Như vậy lựctương tác của các phân tử trong hệ sắc ký gồm: lực ion, lực phân cực, lực phân tán và lực tương tác đặcbiệt. Các lực này đối với các chất khác nhau có giá trị khác nhau và quyết định đối với quá trình tách sắcký. 3 Một số đại lượng dùng trong sắc ký 3.1 Hệ số phân bố KD Cấu tử A phân bố giữa pha tĩnh và phađộng theo một cân bằng: Ađ At Hệ số phân bố được định nghĩa là tỷ số của nồng độ chất phân tích giữahai pha: [ A]t KD = (1) [ A]đ 3.2 Sự liên hệ giữa tốc độ di chuyển của chất phân tích và KD Chất phântích A muốn di chuyển được nó phải ở pha động. Gọi f A là phần mol chất A ở pha động: sè mmol chÊA trong pha ® t éng [ A]đ Vđ fA = = [ A]đ Vđ +[ A]t Vt sè mmol chÊ A trong toµn cét t Chia cả tử sốvà mẫu số cho [A]đVđ ta có: 1 1 fA = = ' Vt 1 + k A (2) 1+ KD Vđ V ' k A = K D t được gọi hệ sốdung tích. Tốc độ tuyến tính của cấu tử A trong pha động là: Vđ 1 u A = u. f A = u (3) ' 1+ k A trongđó u là tốc độ tuyến tính của pha động (cm/s). Từ biểu thức (3) ta thấy khi K D hoặc kA’ càng lớn, thời

gian chất phân tích ở trong pha động càng ít, nói một cách khác là chất phân tích di chuyển càng chậm,ngược lại khi k' càng nhỏ, chất phân tích di chuyển càng nhanh. 3.3 Thời gian lưu tR, thời gian lưu hiệuchỉnh t'R 183

184. Thời gian lưu tR là thời gian tính từ lúc bắt đầu bơm mẫu vào đầu cột tới khi pic đạt giá trị cực đại.' L(1 + k A ) L t RA = = (4) uA u tm = L/u là thời gian cấu tử không lưu giữ trên cột, hay còn gọi làthời gian chết. ' t RA = t m (1 + k A ) (4) => (5) 3.4 Thể tích lưu VR Thể tích lưu VR là thể tích củadung dịch rửa giải tính từ khi bắt đầu bơm mẫu vào cột tới khi pic đạt giá trị cực đại. Gọi F là tốc độchảy của pha động (ml/ phút). Khi đó thể tích lưu VR được tính theo công thức: VRA = t RA F (6) 3.5Hệ số tách α Hệ số tách α là đại lượng đánh giá khả năng tách 2 chất bằng phương pháp sắc ký. Nó phụthuộc vào hệ số phân bố của 2 chất đó vì vậy là tỷ số của hệ số phân bố của 2 chất. Một chất phân tích Avà một chất khác B hoặc một chất chuẩn. Điều kiện cần thiết để hai chất A và B tách khỏi nhau là α ≠ 1 'K DA k A α= = ' (7) K DB k B 3.6 Sắc đồ Sắc đồ là đường biểu diễn sự phụ thuộc diện tích (S) hoặcchiều cao (h) tín hiệu đo được có thể là độ hấp thụ quang, cũng có thể là độ dẫn điện, hoặc tần số xungđiện… liên quan chặt chẽ tới nồng độ chất phân tích có trong mẫu vào thời gian. Các tín hiệu này đượcgọi là "pic"sắc ký. Để tính toán hàm lượng chất phân tích, tính diện tích píc sắc ký là chính xác nhất.Ngày nay, hầu hết các máy hiện đại đều được trang bị các thiết bị tính diện tích của píc sắc ký một cáchtự động. 3.7 Đĩa lý thuyết và xác định số đĩa lý thuyết bằng thực nghiệm Đĩa lý thuyết là phần nào đócủa cột mà ở đó cân bằng được thiết lập. Gọi n là số đĩa lý thuyết, σ là độ lệch chuẩn; σ ∼ n . Đối với cộtsắc ký thì n càng lớn thì pic càng hẹp. Thời gian lưu tỷ lệ với n : tR ∼ n, nên ta có thể viết: tR n = hay n= (tR / σ)2 σ n Mặt khác w = 4σ hay σ = w / 4 Hình 2: Các đại lượng xác định số đĩa lý thuyết của cấutử A Số đĩa lý thuyết n có thể viết lại là: 2 t t n = 16 R = 5,54 R w w 1/ 2 184

2 (8)

185. 3.8 Độ phân giải, cách làm tăng độ phân giải Độ phân giải (R) nói lên mức độ tách các cấu tử khỏinhau trong một phép tách sắc ký. Hai cấu tử A và B được tách khỏi nhau càng triệt để, độ phân giải càngcao. Độ phân giải được đánh giá qua các đại lượng đặc trưng riêng là: thời gian lưu, tRA, tRB, độ rộngpic WA,WB. 2(t RB − t RA ) R= (9) WA + WB Trong đó: tRB - tRA = ∆tR là sự chênh lệch thời gianlưu (cũng có thể dùng thể tích lưu VRA- VRB) của 2 cấu tử A và B. Đại lượng này được so sánh vớitổng bán chiều rộng píc, đo bằng giây hoặc ml nói lên khả năng tách của cột. Khi R=1, hai cấu tử A và Bmới tách khỏi nhau đạt 95% nghĩa là còn 2,5% của A còn ở trong B , 2,5% B ở trong A. Khi R= 1,5 thìhai cấu tử A và B đã tách khỏi nhau đạt 99,8 % có nghĩa là còn 0,1% A ở trong B và ngược lại. Khi tăngchiều dài cột, số đĩa lý thuyết tăng: tR ∼ n, chiều rộng pic tỉ lệ với n n R∼ hay R ∼ L n Thí dụ khi tănggấp đôi chiều dài cột, độ phân giải mới R' sẽ là: R' = 2 R 4 Một số phương pháp sắc ký cổ điển 4.1 Sắckí giấy Phương pháp sử dụng vật liệu chất mang là giấy còn pha tĩnh là chất lỏng trên bề mặt giấy. Hình3: Sắc kí giấy Giấy là một vật liệu đặc biệt bao gồm những sợi xenlulozơ trên đó có những nhóm -OHphân cực cho nên nó là vật liệu ưa nước. Khi tẩm bằng nước, trên bề mặt giấy có một lớp nước mỏng,phân cực làm pha tĩnh cũn pha động là dung môi không phân cực. Đây là loại sắc kí phân bố L-L. Theoquan niệm thông thường pha tĩnh phân cực cũn pha động không phân cực là sắc kí pha thường Nếu tẩmướt giấy bằng dung môi hữu cơ ít phân cực cũn pha động là dung môi phân cực Thí dụ H2O thỡ trongtrường hợp này là sắc kí pha ngược. 4.2 Sắc kí lớp mỏng Sắc kí lớp mỏng là khái niệm đưa ra phươngpháp sử dụng lớp mỏng pha tĩnh phủ trên một bản mỏng bằng thuỷ tinh hay plastic. Pha động là cácdung môi khác nhau có thể là phân cực hoặc không phân cực hoặc dung dịch đệm. Trong sắc kí lớpmỏng pha tĩnh rất đa dạng: chất hấp phụ, trao đổi ion, chất rây phân tử và ngoài ra người ta cũn tẩm cácdung mụi khỏc nhau trờn chất mang rắn. Do đó cơ chế tách cũng có thể là hấp phụ, trao đổi ion, râyphân tử hoặc phân bố. Nói cách khác, sắc ký lớp mỏng có đầy đủ 4 cơ chế tách tuỳ thuộc vào pha tĩnh sửdụng. 185

186. Sau khi phủ lớp pha tĩnh lên bản mỏng, nạp chất phân tích vào một phía của bản mỏng sau đó chobản mỏng tiếp xúc với pha động ở phía gần mẫu nhất, tốt nhất là thực hiện trong hệ kín, không khí bóohoà pha động. Sau một thời gian nhất định, lấy bản mỏng ra cho hiện chất phân tích. Tiến hành định tínhvà định lượng chất phân tích. Đại lượng đánh giá sự di chuyển của chất tan trong sắc kí lớp mỏng cũngtương tự như trong sắc kí giấy. 4.3 Phát hiện các chất phân tích trên bản mỏng và giấy Các chất phântích đôi khi không có màu, và nếu có màu thường rất nhạt và không rừ. Để thể hiện được mẫu trên giấyhoặc bản mỏng, ta áp dụng một vài nguyên tắc sau: - Tận dụng tính chất của các chất có khả năng pháthuỳnh quang, xác định trực tiếp chất sau khi dùng ánh sáng kích thích. - Đưa thêm các chất chỉ thị huỳnhquang và dùng ánh sáng tử ngoại (UV) chiếu vào để ghi nhận mẫu (thường sẽ có màu xanh). Đú là các

dẫn xuất của piren, fluorexein, morin hay rodamin B. Đối với sắc kí bản mỏng có thể áp dụng cách: -Phun các chất oxi hoá mạnh như HNO3, KMnO4 hay H2SO4 đặc vào để oxi hoá các chất hữu cơ, sẽ cócác điểm bị oxihoá và chuyển sang màu đậm là chất phân tích. - Đưa các thuốc thử đặc biệt vào nhưninhydrin để hiện -NH 2. Sử dụng các chất tạo phức màu làm cho kim loại có thể nhìn thấy. 3.4 Ứngdụng của sắc kí lớp mỏng Sắc ký lớp mỏng có thể áp dụng trong công nghiệp, sinh học, lâm sàng hayphân tích các dược phẩm. a) Phân tích các cation kim loại: Ni2+, Co2+ , Cu2+ , Fe3+, Hg2+, Cd2+ -Phađộng: axeton 5%, HCl 8% trong nước; thuốc hiện: 8-oxiquynolin. -Phân tĩnh: Glucozơ. b) Tách cácamin -Pha động: Butanol: CH3COOH : H2O = 4:1:5; Thuốc hiện: Ninhydrin 0,2% trong axeton khan.TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Douglas A. Skoog, F.James Holler, Stanley R. Crouch, Principles ofInstrumental Analysis, six edition, Canada, 2007. GIẢNG DẠY THỰC HÀNH VỀ CHUẨN ĐỘ GIÁNTIẾP (CHUẨN ĐỘ NGƯỢC) Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong TP Hồ Chí Minh LỜI NGỎ Hoáhọc phân tích là một ngành học rất quan trọng của bộ môn trong hoá học. Dựa vào hoá phân tích ngườita có thể xác định được thành phần và hàm lượng các nguyên tố có trong mẫu vật cần nghiên cứu. Hoáhọc phân tích được chia làm 2 phần chính: - Phân tích định tính: tìm xem có bao nhiêu cấu tử (nguyêntố, phân tử hoặc ion) trong mẫu nghiên cứu. - Phân tích định lượng: xác định chính xác hàm lượng củacác cấu tử có trong mẫu nghiên cứu. Để xác định hàm lượng của các cấu tử trong mẫu nghiên cứu có thểsử dụng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có phương pháp phân tích thể tích. 186

187. Trong chương trình phổ thông có đề cập đến chuẩn độ axit – bazơ nhưng chưa cho học sinh biếtcách thiết lập phương trình đường chuẩn độ, cách xây dựng đường chuẩn độ dựa trên đó học sinh có thểchọn chất chỉ thị thích hợp trong quá trình chuẩn độ từ đó xác định hàm lượng của mẫu nghiên cứuchính xác. Phần trình bày này, chỉ đề cập đến một số khái niệm và cách xác định nồng độ của một sốaxit, bazơ thường gặp bao gồm 3 phần: - Phần 1: Lý thuyết - Phần 2: Thực hành - Phần 3: Một số bàitập tham khảo Phần 1: Lý thuyết PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I. Nguyên tắc chung và cáckhái niệm cơ bản. 1. Nguyên tắc chung. Chuyển chất cần phân tích X vào dung dịch bằng dung môi thíchhợp (nước, axit, kiềm . . .) được dung dịch mẫu cần phân tích (dung dịch định phân hoặc dung dịch cầnchuẩn). Lấy chính xác một thể tích dung dịch cần chuẩn X, rồi thêm từ từ dung dịch thuốc thử thích hợpR có nồng độ đúng đã biết trước (dung dịch chuẩn) vào dung dịch cần chuẩn cho đến khi R phản ứngvừa đủ với X. Từ thể tích dung dịch cần chuẩn X, nồng độ và thể tích của dung dịch chuẩn R tiêu tốn;dựa vào phản ứng giữa thuốc thử R và cấu tử X. Ta suy được nồng độ cấu tử X trong dung dịch. 2. Cáckhái niệm cơ bản. - Phản ứng chuẩn độ là phản ứng giữa thuốc thử R với cấu tử cần xác định X. Phảnứng chuẩn độ phải thõa mãn các yêu cầu sau: + Phản ứng phải nhanh (nghĩa là sự kết hợp giữa R và Xgần như tức thời). + Phản ứng giữa R và X phải theo đúng hệ số hợp thức của phương trình phản ứng. +Phản ứng phải có tính chọn lọc (nghĩa là thuốc thử R chỉ phản ứng với cấu tử cần xác định X mà khôngphản ứng với các cấu tử khác có trong dung dịch). + Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuốicủa quá trình chuẩn độ - Sự chuẩn độ (quá trình chuẩn độ) là quá trình cho dần dung dịch chuẩn R từburet vào một thể tích xác định dung dịch cần chuẩn X đựng trong bình erlen (hoặc ngược lại) cho đếnkhi xuất hiện tín hiệu nào đó cho biết hết cấu tử X (hoặc hết thuốc thử R) thì ngừng chuẩn độ. - Chấtthay đổi tín hiệu khi chuẩn độ được gọi là chất chỉ thị. - Điểm tương đương là thời điểm lượng thuốc thửR cho vào vừa đủ phản ứng với toàn bộ cấu tử X trong dung dịch chất cần chuẩn. - Điểm cuối chuẩn độ(điểm kết thúc chuẩn độ) là thời điểm ngừng chuẩn độ. Lưu ý: kết quả chuẩn độ sẽ chính xác khi dừngchuẩn độ ngay tại điểm tương đương nhưng thường kết thúc chuẩn độ ở gần điểm tương đương và đó lànguyên nhân gây sai số hệ thống trong phương pháp chuẩn độ. - Đường chuẩn độ là đường biểu diễnnồng độ của cấu tử X trong quá trình chuẩn độ theo thể tích thuốc thử cho vào. - Bước nhảy của đườngchuẩn độ là đoạn có sự biến thiên lớn nhất theo thể tích thuốc thử cho vào tương ứng nhỏ nhất. (Điểmtương đương nằm trong vùng bước nhảy chuẩn độ). II. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích. -Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ. - Phương pháp chuẩn độ tạo phức. - Phương pháp chuẩn độ oxi hóa– khử. - Phương pháp kết tủa. III. Một số cách chuẩn độ và tính kết quả trong phương pháp phân tích thểtích. 1. Chuẩn độ trực tiếp. Dung dịch chuẩn R từ buret được cho dần vào V X (mL) dung dịch cầnchuẩn X có chứa chất chỉ thị thích hợp cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Ghi thể tích dung dịch Rtiêu tốn (V R mL). 187

188. Từ VX , VR , CM(R) đã biết và phương trình phản ứng tính CM(X). (Hoặc thực hiện ngược lại)Ưu điểm: đơn giản, nhanh chóng và chính xác. Nhược điểm: khó chọn thuốc thử R thích hợp. Ví dụ : Đểchuẩn hóa dung dịch NaOH người ta hòa tan 1,2600 gam H2C2O4.2H2O vào nước và thêm nước đến500,00 mL. Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch thu được hết 12,58 mL dung dịch NaOH. Tính nồng độ molcủa dung dịch NaOH. Phương trình phản ứng chuẩn độ: → 2NaOH + H2C2O4 Na2C2O4 + 2H2O

Theo phương trình phản ứng: nNaOH = 2n H C O ⇒ CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O )V H C O 2 24 2 2 4 2 2 4 1 ,2600 25.10−3 CM(NaOH) x 12,58.10-3 = 2 x 126,00 . 500.10−3 2 1 ,2600 25.10−3CM(NaOH) = 12,58.10−3 . 126,00 . 500.10−3 = 0,07949 (M) ⇒ ⇒ 2. Chuẩn độ ngược. Thêm một thểtích chính xác và dư (VR mL) dung dịch chuẩn R vào VX mL dung dịch cần chuẩn X. Sau đó chuẩn độlượng thuốc thử R dư bằng dung dịch chuẩn R’ thích hợp thì cần V R’ mL. Từ VX , VR , CM(R) , VR’, CM(R’) đã biết và phương trình phản ứng tính CM(X). Cách chuẩn độ nay được dùng khi phản ứnggiữa R và X xảy ra chậm hoặc không có chất chỉ thị thích hợp để chuẩn độ trực tiếp X bằng dung dịchchuẩn R. Ví dụ : Thêm 25,00 mL dung dịch AgNO3 0,1248M vào 20,00 mL dung dịch NaCl. Chuẩn độdung dịch AgNO3 dư thì hết 11,54 mL dung dịch NH4SCN 0,0875M. Tính nồng độ mol/ lít của dungdịch NaCl. Phương trình phản ứng: → AgNO3 + NaCl AgCl ↓ + NaNO3 (1) Phương trình chuẩnđộ: → AgNO3 + NH4SCN AgSCN ↓ + NH4NO3 (2) Theo phương trình (1) và (2) ta có: nAgNO =nNaCl + nNH SCN 4 3 ⇒ ⇒ CM(AgNO ).V (AgNO3 ) 3 = CM(NaCl).V(NaCl) + CM(NH SCN).V(NHSCN) 4 CM(AgNO ).V (AgNO3 ) 4 CM(NH SCN).V(NH SCN) _ CM(NaCl) = CM(NaCl) 25,00.0,1248− 11,54.0,0875 = = 0,1055(M) 20,00 3 4 4 V (NaCl) ⇒ 3. Chuẩn độ thế. Cho VX (mL) dung dịch cầnxác định X tác dụng với lượng dư 1 chất khác (MY) để tạo ra MX và Y. Lượng Y sinh ra được chuẩn độtrực tiếp bằng dung dịch chuẩn R thích hợp thì mất VR (mL). Từ VR , CM(R) suy ra lượng Y sinh ra.Từ lượng Y, Vx và phương trình phản ứng suy ra CM(X). Điều kiện chuẩn độ thế: MX phải bền hơnMY. Ưu điểm: của chuẩn độ ngược và chuẩn độ thế có thể sử dụng trong trường hợp không thể sử dụngcách chuẩn độ trực tiếp. Nhược điểm: quá trình chuẩn độ thường phức tạp, thực hiện lâu, độ chính xácthấp hơn chuẩn độ trực tiếp. Ví dụ : Để định lượng đồng, người ta hòa tan 1,080 gam quặng đồng. ThêmKI dư. Sau đó chuẩn độ iôt giải phóng ra thì hết 15,65 mL dung dịch Na 2S2O3 0,0950 M. Tính %Cucó trong quặng. 188

189. Phương trình phản ứng: → 2Cu2+ + 5I- 2CuI ↓ + I3 (1) Phương trình chuẩn độ: 22S2O3 + I3 S4O2- + 3I→ 6 Theo phương trình (2) ta có: nI- = 2nS O23 (2) 2 3 Theo phương trình (1) ta có:

2nCu2+ nCu2+ = nS O2⇒ = nI- 3 2 3 ⇒ ⇒ mCu2+ = 15,65 . 0,0950 . 64 = 0,0952 (g) 1000 0,0952.100% %Cu = 1 = 8,81% ,080 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ I. Đặc điểm. - Dùngphương pháp này để xác định nồng độ axit, bazơ. - Là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứngchuẩn độ: H+ + OH- → H2O - Trong quá trình chuẩn độ nồng độ ion H+ và ion OH- luôn thay đổinghĩa là pH dung dịch thay đổi. - Đường biểu diễn sự biến thiên của pH với lượng dung dịch chuẩn chovào gọi là đường chuẩn độ axit – bazơ. - Để xác định điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ, ngườita dùng chất chỉ thị axit – bazơ. II. Chất chỉ thị axit-bazơ (chất chỉ thị pH). Là những chất có màu thayđổi theo sự thay đổi của pH. - Thường là những axit yếu hữu cơ (HInd) hoặc bazơ yếu hữu cơ (IndOH),trong đó, dạng axit (HInd; Ind+) và bazơ liên hợp (Ind-; IndOH) có màu khác nhau. - Trong dung dịchchất chỉ thị tồn tại đồng thời 2 dạng axít và bazơ liên hợp có màu khác nhau: → HInd H+ + Ind(a)¬ + → IndOH ¬ Ind + OH (b) - Nếu nồng độ của chúng hơn kém nhau không quá 10 lần⇒ mắt ta thấy sự tồn tại của cả 2 dạng màu. Nếu nồng độ của chúng hơn nhau từ 10 lần trở lên, mắt tanhìn thấy màu của dạng có nồng độ lớn hơn. Ví dụ: chỉ thị metyldacam là axit yếu (HInd) trong dungdịch tồn tại cân bằng phân ly → HInd ¬ H+ + Ind Đỏ Vàng - Khi pH giảm (nghĩa là nồng độH+ tăng):cân bằng chuyển dịch về phía trái ⇒ nồng độ C HInd tăng đến khi CHInd ≥ 10, dung dịch cómàu đỏ. Ind- Khi pH tăng (nghĩa là nồng độ H+ giảm):cân bằng chuyển dịch về phía phải ⇒ nồng độ CInd- tăng đến khi C Ind ≥ 10, dung dịch có màu vàng. HInd Một số chất chỉ thị axit – bazơ thường dùng189

190. Tên thường dùng Dung môi Metyldacam (Heliantin) Nước Màu dạng Màu dạng Khoảng pH axítbazơ màu Đỏ hồng vàng 3,1 – 4,4 Bromphenol xanh Nước Vàng Nâu tím 3,0 – 4,6 Brom crezol lụcNước Vàng Xanh 3,8 – 5,4 Metyl đỏ Nước Đỏ hồng Vàng 4,4 – 6,2 Brom thymol xanh Nước VàngXanh 6,2 – 7,6 Phenol đỏ Nước Vàng Đỏ 6,4 – 8,0 Thymol xanh Nước Vàng Xanh 8,0 – 9,6Phenolphtalein Rượu 70% Không màu Đỏ 8,0 – 9,8 Thymolphtalein Rượu 90% Không màu Xanh 9,4 –10,6 III.Chuẩn độ axit – bazơ 1. Chuẩn độ đơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh và ngược lại. a. Chuẩn độđơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh. Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit mạnh HA có nồng độC 0(M) bằng dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu thụ trong quá trìnhchuẩn độ là V (mL). → * Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O * Phương trình đường chuẩn độ: -Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C0(M). pH = - lg[H+] = - lgC0 -Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA dư và muối của nó với bazơ mạnh BA.pH = - lg[H+] = - lg - Tại điểm tương đương: dung dịch là dungC0V0 –muối BA (muối được tạo bởiaxit mạnh dịch CV HA và bazơ mạnh BOH). V0 + V pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7 - Sau điểm tương

đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA và BOH dư. CV - C V pH = 14 - pOH = 14 + lg V + 0V 0 0 Ví dụ:Chuẩn độ 20mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Hãy tính pH của dung dịch tại cácthời điểm: a. Trước khi chuẩn độ. b. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 19,98mL. c. Thể tích dungdịch NaOH tiêu thụ là 20mL. d. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20,02mL. → Giải : Phương trìnhchuẩn độ: H+ + OH- H2O a. Trước chuẩn độ: dung dịch là dung dịch HCl 0,1M pH = - lg 10-1 = 1b. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 19,98mL (trước điểm tương đương): dung dịch gồm NaCl vàHCl dư. 0,1.20 - 0,1.19,98 pH = - lg[H+] = - lg = 4,3 20 + 19,98 c. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụlà 20mL (tại điểm tương đương): dung dịch chỉ chứa NaCl. pH = 7 190 đổi

191. d. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20,2mL (sau điểm tương đương): dung dịch gồm có NaClvà NaOH dư. 0,1.20,02 - 0,1.20 pH = 14 – pOH = 14 + lg = 9,7 20,02 + 20 Để vẽ đường cong chuẩn độdung dịch HCl 0,1 M bằng dung dịch NaOH 0,1M ta nên tính pH tại các thời điểm theo bảng 1. Bảng 1:Đường chuẩn độ HCl 0,1M bằng NaOH 0,1M pH + VNaOH (mL) %q [H ] pH 0,00 -100 -1 1 10 18,00-10 2,3 5.10-3 19,80 -1 3,3 5.10-4 9,7 19,98 -0,1 4,3 5.10-5 20,00 0 10-7 7 7 . Điểm tương đương 4,320,02 +0,1 9,7 2.10-10 20,20 +1 10,7 2.10-11 22,00 +10 11,7 2.10-12 VNaOH 40,00 +100 12,5 3.10-13 * Nhận xét: - Đường chuẩn độ là đường cong không đều trước và sau cách xa điểm tương đương độdốc của đường cong rất nhỏ (nghĩa là pH ít phụ thuộc vào thể tích dung dịch chuẩn cho vào), còn ở lâncận điểm tương đương độ dốc đường cong lớn (nghĩa là pH phụ thuộc nhiều vào thể tích dung dịchchuẩn cho vào ). - Khoảng pH thay đổi đột ngột khi lượng dung dịch chuẩn cho vào từ thiếu đến thừa0,1% được gọi là bước nhảy pH của đường chuẩn độ (tương đương với khoảng pH từ 4,3 đến 9,7) 191

192. Đường chuẩn độ HCl bằng NaOH với các nồng độ khác nhau Điểm tương đương 7 0.01M 0,1M 1M* Nhận xét: - Khi chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh với các nồng độ khác nhau thì điểm tương đươngluôn ở pH =7. - pH phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng: nồng độ càng lớn bước nhảy pH càngdài. Trường hợp dung dịch quá loãng, bước nhảy pH của đường chuẩn độ ngắn độ chính xác chuẩn độgiảm . * Cách chọn chất chỉ thị: Về nguyên tắc, ta chỉ chọn chất chỉ thị thay đổi màu đúng điểm tươngđương (pH = 7) như Bromthymol xanh (6,2 – 7,6), phenol đỏ (6,4 - 8), nhưng nếu chấp nhận sai sốchuẩn độ ± 0,1% ta có thể chọn các chất chỉ thị có khoảng đổi màu pH nằm trong bước nhảy pH. b.Chuẩn độ đơn bazơ mạnh bằng đơn axit mạnh: Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ mạnhBOH có nồng độ C 0(M) bằng dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích HA tiêu thụtrong quá trình chuẩn độ là V (mL). → * Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O * Phương trìnhđường chuẩn độ: - Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C0(M). pH= 14 + lgC0 - Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ mạnh BOH dư và muối của nóvới axit mạnh BA. C0V0 – CV pH = 14 - pOH = 14 + lg - Tại điểm tương đương: dung dịch là dungdịch BA. V0 + V pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7 - Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA vàHA dư. pH = - lg CV – C0V0 Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịchNaOH 0,1M bằng V0 + V dung dịch HCl 0,1M 192

193. Đường chuẩn độ NaOH 0,1M bằng HCl 0,1M pH 9,7 Điểm tương tương 7 4,3 20 V d d H Cl Chúý: - Trong khoảng đổi màu của chất chỉ thị có một giá trị màu tại đó màu của chất chỉ thị thay đổi rõnhất, giá trị này gọi là chỉ số chuẩn độ (pT) của chất chỉ thị. Vì vậy quá trình chuẩn độ kết thúc tại pH =pT. - Giá trị pT phụ thuộc vào bản chất chất chỉ thị và chất chuẩn độ. pT càng gần pH điểm tươngđương thì càng chính xác. Ví dụ: dùng phênolphtalein làm chất chỉ thị khi chuẩn độ axit bằng kiềm pT =9, ngược lại, kiềm bằng axit pT = 8. Nếu dùng metyldacam chuẩn độ axit bằng kiềm pT =4,4, ngược lại,kiềm bằng axit pT = 4. 2. Chuẩn độ đơn axit yếu bằng đơn bazơ mạnh và ngược lại a. Chuẩn độ đơn axityếu bằng đơn bazơ mạnh Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit HA có nồng độ C 0(M) và hằngsố axit Ka bằng dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu thụ trong quátrình chuẩn độ là V (mL). → * Phản ứng chuẩn độ: HA + OH- ¬ A- + H2O * Phương trìnhđường chuẩn độ: - Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit yếu HA nồng độ C 0(M) và hằng sốaxit Ka. pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgC0) - Trước điểm tương đương: dung dịch gồm axit yếu HA dư vàmuối của nó với bazơ mạnh BA nên dung dịch là hệ đệm pH. C pH = - lg[H+] = pKa - lg CA B C V -CV CV CA = 0 0 + V CB = V + V V0 0 - Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch của muối đượctạo bởi axit yếu và bazơ mạnh BA nên có tính bazơ. pH của dung dịch được xác định theo công thức tínhpH của dung 10-14 dịch bazơ yếu A- có hằng số bazơ Kb = K . a pH = 14 - pOH = 14 - ½ (pKb – lgCB)193

194. CV CV CB = V 0+ 0 = V + V V 0 0 - Sau điểm tương đương: dung dịch gồm bazơ mạnh BOH dưvà bazơ yếu A - nên pH của dung dịch có thể tính gần đúng theo công thức tính pH của dung dịch bazơ

mạnh pH = 14 - pOH = 14 + lg CB CV - C V CB = V + 0V 0 0 Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trườnghợp chuẩn độ 20 mL dung dịch CH 3COOH 0,1M; hằng số axit Ka = 10-4,75 bằng dung dịch NaOH0,1M. Bảng 2: Đường chuẩn độ CH 3COOH 0,1M bằng NaOH 0,1M pH + VNaOH (mL) %q [H ] pH -30,00 -100 1,33.10 2,9 18,00 -10 1,98.10-6 5,7 -7 19,80 -1 1,80.10 6.7 9,7 19,98 -0,1 1,78.10-8 7,7 8,7Điểm tương đương 7,7 20,00 0 1,88.10-9 8,7 20,02 20,20 22,00 40,00 +0,1 +1 +10 +100 2,0.10-102,0.10-11 2,0.10-12 3,0.10-10 9,7 10,7 11,7 12,5 VddNaOH b. Chuẩn độ đơn bazơ yếu bằng đơn axitmạnh Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ yếu BOH có nồng độ C 0(M) và hằng số bazơ Kbbằng dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích HA tiêu thụ trong quá trình chuẩn độ làV (mL). → * Phản ứng chuẩn độ: H+ + BOH ¬ B+ + H2O * Phương trình đường chuẩn độ: -Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch bazơ yếu BOH có C0(M) và hằng số bazơ Kb. pH = 14 – ½(pKb – lgC0) - Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ yếu và muối của nó với axitmạnh nên dung dịch là dung dịch đệm pH. C pH = 14 - pOH = 14 – (pKb – lg CB ) A C V - CV CV CB= 0 0 + V CA = V + V V0 0 - Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch của muối được tạo bởibazơ yếu và axit mạnh BA nên có tính axit. pH của dung dịch được xác định theo công thức tính pH của10-14 dung dịch axit yếu B+ có hằng số axit Ka = K b pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgCA) CV CV CA = V0+ 0 = V + V V 0 0 - Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA và axit yếu B +nên pH của dung dịch có thể tính gần đúng theo công thức tính pH của dung dịch bazơ mạnh . pH = -lg[H+] = - lg CA 194

195. CV - C0 V0 V0 + V Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NH 30,1M; hằng số bazơ Kb = 10-4,75 bằng dung dịch HCl 0,1M Đường chuẩn độ NH3 0,1M bằng HCl0,1M CA = pH 6,3 5,3 Điểm tương đương 4,3 VddHCl Nhận xét: - Đường chuẩn độ là đường congkhông đều ở gần điểm tương đương độ dốc của đường cong chuẩn độ lớn, tạo nên bước nhảy pH củađường chuẩn độ. - Bước nhảy pH của đường chuẩn độ càng bé nếu axit (hoặc bazơ) càng yếu và ngượclại. Nồng độ dung dịch chuẩn càng bé bước nhảy càng bé và ngược lại. - pH tại điểm tương đươngkhông trùng với điểm trung tính mà nó lệch về phía axit (với bazơ yếu) hoặc kiềm (với axit yếu) nếu Kahoặc Kb của axit hoặc bazơ càng yếu càng lớn thì pH tại điểm tương đương lệch về phía môi trường bazơhoặc axit càng nhiều. Dựa vào đường cong chuẩn độ ta có thể chọn chất chỉ thị thích hợp cho quá trìnhchuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh và ngược lại. Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch CH 3COOH 0,1M bằngdung dịch NaOH 0,1M có bước nhảy pH trên đường chuẩn độ từ 7,7 đến 9,7 thì ta chỉ có thể chọn chấtchỉ thị PP (có khoảng pH đổi màu từ 8 - 10) làm chất chỉ thị mà không thể dùng metyl da cam (cókhoảng pH từ 3,1 – 4,4) làm chất chỉ thị được vì khoảng pH đổi màu của chất chỉ thị không nằm trongbước nhảy của đường chuẩn độ. Kết luận: Qua bài học này chúng ta biết cách: - Xác định nồng độ củaaxit, bazơ. - Xác định bước nhảy pH của đường chuẩn độ để chọn chất chỉ thị thích hợp trong quá trìnhchuẩn độ axit - bazơ. Phần 2: Thực hành CÁCH PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN I. Chất gốc Để điềuchế các dung dịch chuẩn có nồng độ biết chính xác, người ta phải dùng các chất gốc. Chất gốc là chấtphải thoả mãn những điều kiện sau: - Thường là những chất rắn nguyên chất, có độ tinh khiết cao (lượngtạp chất không vượt quá 0,01 – 0,02%) - Có thành phần ứng với một công thức hoá học xác định kể cảlượng nước kết tinh. - Bền cả dạng rắn và dạng dung dịch trong suốt quá trình điều chế và bảo quản. Mộtsố chất gốc thường gặp như borax Na2B4O7.10H2O, axit oxalic H2C2O4.2H2O, axit benzoicC6H5COOH, AgNO3, K2Cr2O7,. . . II. Pha chế dung dịch chuẩn. 1. Pha chế dung dịch chuẩn từ chấtgốc. Nếu thuốc thử là chất gốc thì việcđiều chế dung dịch chuẩn gồm các bước sau: - Tính toán lượngchất gốc cần thiết cho quá trình điều chế dung dịch chuẩn. 195

196. - Dùng cân phân tích có độ chính xác 0,1 mg cân chình xác lượng chất gốc đã tính. Hoà tan vàchuyển vào bình định mức có thể tích bằng thể tích dung dịch chuẩn cần điều chế, rồi thêm dung môi tớivạch. Ví dụ: Điều chế 500mL dung dịch chuẩn H2C2O4 0,1M ta phải làm các bước như sau: - Tínhlượng H2C2O4.2H2O cần thiết trong quá trình điều chế: mH C O 2 2 4 = 0,5 . 0,1 . 126 = 6,3 (gam) -Dùng cân phân tích cân chính xác 6,3 gam chất rắn H2C2O4.2H2O Hoà tan lượng H2C2O4.2H2O vừacân được vào nước, chuyển vào bình định mức 500 mL rồi thêm nước cho tới vạch. 2. Pha chế dungdịch chuẩn từ chất không phải là chất gốc. Quá trình điều chế gồm 2 giai đoạn như sau: - Giai đoạn 1:Điều chế dung dịch có nồng độ gần đúng, cách làm tương tự như điều chế dung dịch chuẩn từ chất gốc. -Giai đoạn 2: Xác định chính xác nồng độ dung dịch được điều chế ở trên, bằng cách chuẩn độ với dungdịch chuẩn gốc thích hợp. Ví dụ: Điều chế 1 lít dung dịch chuẩn NaOH, ta làm như sau: - Giai đoạn 1:điều chế dung dịch NaOH có nồng độ gần đúng 0,1M. + Tính lượng NaOH cần thiết trong quá trình điềuchế: mNaOH = 1 . 0,1 . 40 = 4 (gam) + Dùng cân phân tích cân chính xác 4 gam chất rắn NaOH. + Hoàtan lượng NaOH vừa cân được vào nước, chuyển vào bình định mức 1 lít rồi thêm nước cho tới vạch. -

Giai đoạn 2: xác định chính xác nồng độ dung dịch NaOH vừa pha chế ở trên bằng cách chuẩn độ vớidung dịch chuẩn gốc là dung dịch H2C2O4 0,1M. 3. Pha chế dung dịch chuẩn từ ống chuẩn. “ Ốngchuẩn” là ống trong đó đã chứa sẵn một lượng chính xác thuốc thử ở dạng rắn hoặc lỏng. Khi dùng ốngchuẩn để pha chế dung dịch người ta chuyển toàn bộ thuốc thử trong ống chuẩn vào bình định mức 1 lítrồi thêm nước cho tới vạch ta được 1 lít dung dịch chuẩn có nồng độ ghi trên nhãn của ống chuẩn. Ví dụ:Trên nhãn ống chuẩn ghi HCl 1M, nghĩa là chuyển toàn bộ lượng HCl trong ống chuẩn vào bình địnhmức 1 lít rồi thêm nước cho tới vạch ta được 1 lít dung dịch chuẩn HCl 1M. 4. Pha chế dung dịch chuẩntừ dung dịch có nồng độ lớn hơn. Cách tiến hành như sau: - Tính toán lượng dung dịch có nồng độ caocần thiết cho quá trình điều chế. - Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy chính xác lượng dung dịch cónồng độ cao vừa tính được. - Cho lượng thể tích trên vào bình định mức có thể tích bằng thể tích dungdịch chuẩn cần điều chế rồi thêm dung môi cho tới vạch. Ví dụ: Điều chế 1 lít dung dịch HCl 0,1M từdung dịch HCl 1M, ta tiến hành như sau: - Tính lượng dung dịch HCl 1M cần cho quá trình điều chế: V= - 1 . 0,1 = 0,1 (lít) 1 Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy chính xác 100 mL dung dịch HCl 1M. Cho100 mL dung dịch HCl 1M vào bình định mức 1 lít rồi thêm nước cho tới vạch ta được 1 lít dung dịchHCl 0,1M. CHUẨN ĐỘ AXIT MẠNH BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ NGƯỢC LẠI I. Dụng cụ - hoá chất:1. Dụng cụ: - Burette - Pipette - 3 bình erlen 250mL - 3 cốc thuỷ tinh 250mL 196

197. 2. Hoá chất: - Dung dịch NaOH có nồng độ chính xác 0,1M - Dung dịch HCl có nồng độ chính xác0,1M - Dung dịch NaOH chưa biết nồng độ - Dung dịch HCl chưa biết nồng độ - Chất chỉ thị: metyldacam (Heliantin); P.P II. Nguyên tắc: Dựa vào phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O → Kết thúcchuẩn độ khi chất chỉ thị đổi màu. III. Cách tiến hành: 1. Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh: DdNaOH 0,1M Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch HCl (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen,thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1M từ trên burettte xuống, lắc đều, cho đếnkhi dung dịch đổi màu. Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam, Phenolphtalein(PP) Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ. Dd HCl 20mL Chất chỉ thị Ghi thểtích dung dịch NaOH tiêu tốn. Làm lạI thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình: VTB = Tính nồng độdung dịch HCl. Nhận xét. 2. Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh: Dùng pipette lấy chính xác 20mLdung dịch NaOH (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dungdịch HCl 0,1M từ Dd HCl 0,1M trên burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi màu. Lần lượtdùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP) Quan sát sự thay đổi màu sắctrong mỗi trường hợp chuẩn độ. Dd NaOH 20mL Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn. Làm lạI thínghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình. Tính nồng độ dung dịch NaOH. Nhận xét. Chất chỉ thị CHUẨN ĐỘAXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ CHUẨN ĐỘ BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH I. Dụng cụ -hoá chất: 1. Dụng cụ: - Burette - Pipette - 3 bình erlen 250mL - 3 cốc thuỷ tinh 250mL 2. Hoá chất: -Dung dịch NaOH có nồng độ chính xác 0,1M - Dung dịch HCl có nồng độ chính xác 0,1M - Dung dịchCH3COOH chưa biết nồng độ - Dung dịch NH3 chưa biết nồng độ - Chất chỉ thị: metyl dacam(Heliantin); P.P II. Cách tiến hành: Dd NaOH 0,1M Dd CH3COOH 20mL Chất chỉ thị 197

198. 1. Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh: Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch CH3COOH(chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1Mtừ trên burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi màu. Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhaunhư: metyl da cam, Phenolphtalein (PP) Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ.Dd HCl 0,1M Ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn. Làm lạI thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình.Tính nồng độ dung dịch CH3COOH. Nhận xét. 2. Chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh: Dùng pipette lấychính xác 20mL dung dịch NH 3 (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩnđộ bằng dung dịch HCl 0,1M từ trên burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi màu. Lần lượtdùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP) Quan sát sự thay đổi màu sắctrong mỗi trường hợp chuẩn độ. Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn. Làm lại thí nghiệm 3 lần lấy kếtquả trung bình. Tính nồng độ dung dịch NH3. Nhận xét. Phần 3: Một số bài tập tham khảo Hãy vẽđường cong chuẩn độ bằng cách tình vài điểm đặc trưng và chọn chất chỉ thị cho phép chuẩn độ 50,00mL dung dịch CH3COOH 0,1000 M ; Ka = 10-4,75 với dung dịch NaOH 0,1000 M. Có thể tham khảobảng sau. Một số chất chỉ thị axit – bazơ Tên chất chỉ thị Khoảng đổi Độ chuyển màu màu pH Metyl dacam 3,2 – 4,4 Đỏ - Da cam Metyl đỏ 4,2 – 6,2 Đỏ - Vàng Brom thymol 6,0 - 7,6 Vàng – Xanh xanhPhenol đỏ 6,8 – 8,2 Vàng – Đỏ Phenolphtalein 8,0 – 9,8 Không màu – Đỏ Thymolphtalein 9,3 – 10,3Không màu - Xanh Hướng dẫn: → Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + OH- ¬ CH3COO- + H2O

- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit yếu CH3COOH nên pH của dung dịch được tínhtheo công thức sau: pH = ½ (4,75 – lg 0,1000) = 2,88 - pH sau khi thêm 10 mL dung dịch NaOH: dung

dịch gồm CH 3COOH dư và CH3COONa nên dung dịch là hệ đệm pH. 50,00 . 0,1000 - 10,00 . 0,1000= 0,0667 (M) 60 10,00 . 0,1000 [CH3COO-] = = 0,0167(M) 60 [CH3COOH] = 0,0667 pH = 4,75 - lg0,0167 = 4,15 198 Dd NH3 20mL Chất chỉ thị

199. - pH sau khi thêm 49,95 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH 3COOH dư và CH3COONa nêndung dịch là hệ đệm pH. 50,00 . 0,1000 - 49,95 . 0,1000 [CH3COOH] = = 8,3333.10-5 (M) 60 49,95 .0,1000 [CH3COO-] = = 0,08325(M) 60 8,3333.10-5 pH = 4,75 - lg 0,08325 = 7,75 - pH sau khi thêm50,00 mL dung dịch NaOH: dung dịch là dung dịch CH3COONa. pH của dung dịch được xác định theocông thức tính pH của dung dịch bazơ yếu CH 3COO- có hằng số bazơ 10-14 Kb = K = 10-9,25 a 50,00. 0,1 [CH3COO-] = 100,00 = 0,0500 (M) pH = 14 - ½ (9,25 – lg(0,0500)) = 8,72 - pH sau khi thêm50,05 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm NaOH dư và CH 3COONa nên pH của dung dịch có thể tínhgần đúng theo công thức tính pH của dung dịch bazơ mạnh 50,05 . 0,1 - 50,00 . 0,1 [OH-] = =4,9975.10-5 (M) 100,05 pH = 14 + lg (4,9975.10-5) = 9,7 Từ các điểm pH trên ta vẽ được đường chuẩnđộ. Điểm tương đương có giá trị pH là 8,72 nên dựa trên khoàng đổi màu của các chất chỉ thị trên ta cóthể sử dụng phenolphtalein thì kết quả chính xác nhất. Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch axit yếu đơn chứcHX cần 18,22 mL dung dịch NaOH 0,0640 M. Sự biến đổi pH của dung dịch theo phần trăm HX chuẩnđộ được nêu trong bảng sau: %HX chuẩn độ 0 33,3% 66,7% pH 3,39 5,14 5,74 a. Tính nồng độ ban đầucủa axit yếu HX. b. Xác định trị số Ka của axit ứng với mỗi giai đoạn chuẩn độ nêu trong bảng số liệutrên. c. Tính pH tại điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ trên. Hướng dẫn: a. CM(HX) = b. %HXchuẩn độ pH [H+] Ka = [H+ ] [X- ] [HX] 18,22 . 0,0640 = 0,0466 (M) 25 0%HX 3,39 4,07 . 10-4(4,07.10-4 )2 (0,0466 = 3,56 . 10-6 33,3%HX 5,14 7,24 . 10-6 66,7%HX 5,74 1,82 . 10-6 (7,24.10−6 )(0,0155) (0,0311) (1 ,82.10−6 )(0,0311) (0,0155) = 3,62 . 10-6 = 3,64 . 10-6 c. Tại điểm tương đươngdung dịch là dung dịch bazơ yếu CH3COOX- + H2O → ¬ HX + OH- Kb = 10−14 = 2,78. 10-93,6.10−6 0,0466 . 25,00 [X-] = 25,00 + 18,22 = 0,027(M) ; pKb = - lgKb = 8,56 pH = 14 - ½ (8,56–lg(0,027)) = 8,94 III. Kinh nghiệm tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học BÁO CÁO KINHNGHIỆM TUYỂN CHỌN, BỒI DƯỠNG 1

200. HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong – Nam Định Một trongnhững nhiệm vụ quan trọng của trường THPT chuyên là công tác bồi dưỡng học sinh giỏi.Nhưng thực tếhiện nay việc tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi Quốc gia gặp phải những khó khăn nhất định. Sauđây là một số chia sẻ của chúng tôi về công tác bồi dưỡng HSG: +Cần có kế hoạch tuyển chọn học sinhngay từ lớp 10.Giáo viên dạy chuyên cần dạy chắc cơ bản sau tăng dần tốc độ để đến lớp 11 học sinh cóthể tham gia đội tuyển. +Phải tạo niềm tin trong học sinh .Gây hứng thú cho các em với môn chuyên vàcó quyết tâm vào đội tuyển +Giáo dục cho các em biết nâng cao ý thức trách nhiệm, nghĩa vụ đối vớitrường và xã hội, giáo dục các em có khát vọng của tuổi trẻ đồng thời ý thức được quyền lợi với bảnthân,với gia đình. +Động viên các em trong đội tuyển, tạo điều kiện tốt nhất cho các em yên tâm tậptrung vào môn chuyên như: đảm bảo chương trình các môn khác, nhất là các môn thi đại học, có chế độhỗ trợ sinh hoạt,có chế độ học bổng thích hợp theo chế độ chung ( ngoài ra tìm nguồn tài trợ để xin thêmcác suất học bổng) +Phân loại học sinh : giáo viên phải có phương pháp bồi dưỡng thích hợp với từngđối tượng. +Hướng dẫn học sinh tự học,tự đọc: dựa vào những mặt mạnh của từng học sinh có thể giaochuyên đề cho từng học sinh làm sau đó trao đổi với các bạn khác trong đội. Với học sinh mới vào lớp10 thì giáo viên cần phải giới thiệu tài liệu cho học sinh tham khảo,hướng dẫn cách đọc sách theo từngchuyên đề( giáo viên có thể cho dàn ý để học sinh tập làm quen với việc đọc sách và biết cách thu hoạchnhững vần đề mình nghiên cứu). Sau mỗi một năm học những học sinh đội tuyển sắp xếp lại các chuyênđề mình đã học rồi nộp vào thư viện của trường cho các khóa sau tham khảo. +Lập kế hoạch bồi dưỡngtừng tuần: phân công giáo viên giảng dạy từng chuyên đề, thống nhất nội dung kiến thức, kĩ năng cầnrèn. Sau khi lập đội tuyển một thời gian phải có kế hoạch bồi dưỡng mũi nhọn, nâng mặt bằng chung củađội tuyển . +Ra đề kiểm tra thường xuyên hàng tuần để học sinh rèn kĩ năng làm bài,rèn khả năng chịuáp lực thi cử.Phân công giáo viên chấm, chữa bài rút kinh nghiệm cho học sinh. Hàng tuần có phầnthưởng khuyến khích những học sinh có kết quả làm bài cao nhất. Trên đây là một số kinh nghiệm củachúng tôi trong quá trình giảng day,bồi dưỡng học sinh giỏi. Rất mong được sự góp ý của các đồngnghiệp để công tác bồi dưỡng học sinh giỏi có hiệu quả hơn! PHÂN TÍCH CÁC “BẪY” THƯỜNG GẶPTRONG QUÁ TRÌNH HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP HOÁ HỌC Ở TRƯỜNG THPT NHẰM PHÁTTRIỂN TƯ DUY CHO HS Trường THPT chuyên Phan Bội Châu – Nghệ An Để hướng dẫn HS Pháthiện và phân tích những “bẫy” trong quá trình 2

201. hướng dẫn HS giải bài tập hoá học ở trường THPT ta cần hiểu rõ một số vấn đề về cơ sở lý luận

dạy học sau: 1. Tìm hiểu những sai lầm và cơ chế phát sinh các sai lầm trong dạy học 1.1. Khái niệm vềsai lầm – sai lầm trong nghiên cứu khoa học. Theo Trung tâm Từ điển học, Từ điển tiếng Việt (Nhà xuấtbản Khoa học xã hội, Hà Nội, 1994) thì sai lầm là “trái với yêu cầu khách quan, lẽ phải, dẫn đến hậu quảkhông hay”. Sai lầm không chỉ xuất hiện trong cuộc sống mà còn xuất hiện cả trong học tập và nghiêncứu khoa học. Alber Einstein nói về tác hại của sai lầm trong nghiên cứu khoa học: “ Nếu tôi mắc sailầm thì chỉ cần một lần cũng đủ rồi”. Trong giáo dục, I.A. Komensky khẳng định: “ Bất kì một sai lầmnào cũng có thể làm cho học sinh kém đi nếu như giáo viên không chú ý ngay tới sai lầm đó, bằng cáchhướng dẫn học sinh nhận ra và sữa chữa, khắc phục sai lầm”. A.A. Stoliar cũng đã lên tiếng nhắc nhởgiáo viên rằng: “không được tiếc thời gian để phân tích trên giờ học các sai lầm của học sinh”. 1.2.Nguyên nhân phát sinh các sai lầm của HS trong giải bài tập hoá học. Qua tìm hiểu thực tế ở các lớp tôitrực tiếp giảng dạy, tìm hiểu quá trình các em HS giải bài tập, các sai lâầm (các “bẫy”) mà các emthường gặp là: - Đọc không kỹ đề ra dẫn đến hiểu nhầm kiến thức, không phát hiện được các nôội dungchính (các “chốt”) trong bài tập. - Không xét hết các trường hợp dẫn đến “thiếu nghiệm”. - Vận dụng cácphương pháp giải toán một cách không hợp lí và triệt để trong việc giải các bài tập hoá học. - Chưa cóphương pháp phân tích và tổng hợp kiến thức. - Khi giải toán không cân bằng phương trình hoá học. -Thiếu kỹ năng thực hành hoá học, các bài toán thực nghiệm còn mang nặng tính lý thuyết, không sátthực tế. - Sai lầm của học sinh về cách hiểu và vận dụng lí thuyết hóa học trong giải bài tập. 2. Ý nghĩavà tác dụng của việc phát hiện và phân tích những nhầm lẫn trong quá trình hướng dẫn HS giải bài tậphoá học ở trường THPT. Theo tôi, nếu giáo viên có khả năng dự đoán được các sai lầm (về cách hiểukiến thức lẫn kĩ năng thực hành) mà HS thường mắc phải, sẽ tạo nên được các tình huống hấp dẫn trongbài tập mà ta có thể gọi là “bẫy”. Một giáo viên giỏi, có kinh nghiệm trong dạy học, sẽ có khả năng dựđoán được nhiều sai lầm của học sinh, làm cơ sở để xây dựng các bài tập hoá học có nội dung sâu sắc,kiểm tra được những sai phạm mà học sinh mắc phải trong quá trình học tập môn hóa học, để từ đó điềuchỉnh quá trình dạy học nhằm khắc phục những sai lầm xẩy ra, từ đó giúp HS nắm vững và sâu kiếnthức hơn. 2.1. Nội dung nghiên cứu Việc tổng kết những sai lầm thường gặp trong dạy học hóa học cầncó những nghiên cứu, điều tra cơ bản, bước đầu chúng tôi đề xuất một số dạng sai lầm phổ biến sau đây:2.1.1. Những “nhầm lẫn” trong quá trình vận dụng kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử Phản ứng oxihoá - khử là một kiến thức rất quan trọng, nó xuyên suốt trong chương trình hoá học vô cơ, trong kiểmtra kiến thức của các kì thi từ tốt nghiệp, đại học đến các kỳ thi chọn HSG Tỉnh, Thành phố, đến các kìthi Quốc gia hầu hết đều có kiểm tra kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử, việc hiểu và vận dụng kiếnthức về phản ứng oxi hoá khử không thật đơn giản và dễ, sau đây là một số “nhầm lẫn” về việc vận dụngkiến thức này. Ví dụ 1: Hãy viết các PTHH sau đây dưới dạng ion đầy đủ và ion rút gọn → Al(NO3)3 +NO2 + H2O a. Al + HNO3 → FeSO4 b. Fe + H2SO4 + H2 c. Mg + H2SO4 (đặc, nóng) → MgSO4 + S+ H2O * Phân tích: Với loại câu hỏi này hầu hết HS đều áp dụng kiến thức về điện li và trình bày vớikết quả sau: a. Phương trình ion đầy đủ: Al + 6 H+ + 6 NO3- → Al3+ + 3 NO3- + 3NO2 + 3 H2OPhương trình ion rút gọn: 3

202. Al + 6 H+ + 3 NO3- → Al3+ + 3 NO2 + 3 H2O b. Phương trình ion đầy đủ: Fe + 2 H+ + SO42-→ Fe2+ + SO42- + H2O Phương trình ion rút gọn là: Fe + 2 H+ → Fe2+ + H2 c. Phương trình ion đầyđủ : 2 Fe + 8 H+ + 4 SO42- → 2 Fe3+ + 3 SO42- + S + 4 H2O Phương trình ion rút gọn: 2 Fe + 8 H++ SO42- → 2 Fe3+ + S + 4 H2O * Với cách giải trên HS đã phạm một sai lầm ở câu (c) - đó là nhìnphương trình ion rút gọn, ta thấy ion SO42- có tính oxi hoá, nhưng thực chất ion SO42- không có tínhoxi hóa, mà tính oxi hoá là của cả phân tử H2SO4 Ví dụ 2: X là một oxit sắt trong 3 oxit: FeO, Fe 2O3,Fe3O4. có % khối lượng sắt trong oxit là 72,41 %. Cho biết CTPT của X, tính thể tích dd HNO 3 0,7 Mcần thiết để hoà tan hết 69,6 gam X, biết PƯHH giải phóng khí NO duy nhất. A. Fe2O3, 4 l B. Fe3O4 ,4l C. Fe2O3, 5l D. Fe3O4, 4/7l * Phân tích: Với bài toán này HS thấy ngay oxit sắt phải có tính khử, vìvậy X có thể là FeO hoặc Fe3O4 , đối chiếu đáp án HS sẽ chọn ngay là đáp án B hoặc D. Việc tính thểtích HNO3 HS sẽ áp dụng phương pháp bảo toàn electron như sau: - Qúa trình oxi hoá: 3 Fe+8/3(Fe3O4) + 3e → 3 Fe3+ Mol: 69,9/232 ----------- → 0,3 - Qúa trình khử: NO3 - + 3 e + 4 H+ → NO +2 H2O Mol: 0,3 --- → 0,4 Vậy: Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng trên là: 0,4 (mol) Do đó thể tíchdd HNO3 là 0,4/0,7 = 4/7 → Chọn đáp án D * Với cách giải trên HS đã phạm một sai lầm là viết quátrình khử để tính số mol HNO 3 thì số mol HNO3 trong quá trình đó là lượng HNO 3 tham gia PƯoxihoa khử, còn lượng HNO 3 trong cả quá trình PƯ thì còn phải tính thêm lượng HNO3 tham gia PƯaxit – bazơ với Fe3O4. Vì vậy ta có cách giải khác như sau: - PTHH: 3 Fe3O4 + 28 HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14 H2O (*) Mol: 0,3 ------------ → 2,8 Theo PTHH (*) Số mol HNO3 là: 2,8 → Thểthích dd HNO3 là 2,8/0,7 = 4 (lít) → Chọn đáp án B 2.1.2. Những “bẫy” về cách hiểu và vận dụng kiếnthức Kiến thức hóa học phổ thông vừa phong phú vừa đa dạng, vừa lí thuyết vừa thực nghiệm, vừa trừu

tượng và vừa cụ thể, nên việc mắc sai lầm trong học tập là điều khó tránh khỏi. Giáo viên nên có nhữngdự đoán về sai lầm để tạo tình huống có vấn đề trong bài tập, phần nào giúp học sinh hiểu được nhữngsai lầm đó qua hoạt động giải bài tập, tránh mắc phải những tình huống tương tự sau khi đã hiểu kiếnthức một cách chính xác. Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 14,4 gam một hiđrocacbon A thu được 44,0 gamgam CO2. Tìm CTPT của hyđrocacbon A * Phân tích: Với bài tập này nhiều học sinh đưa ra lời giải nhưsau: 44 Từ giả thiết → nCO2 = = 1,0 (mol) → mC = 12.1,0 = 12 (gam) 44 Từ đó suy ra: mH = 14,4 –12,0 = 2,4 (gam) → Gọi CTTQ của hyđrocacbon A là CxHy ta có: mC x : y = 12 = 1: 2,4 = 5: 12. VậyCTPT của hyđrocacbon A là: C5H12. mH 1 4

203. * Với cách giải trên nhiều học sinh đã phạm sai lầm là nhầm lẫn giữa công thức thực nghiệm vàCTPT, thực chất của việc giải trên là mới chỉ tìm ra được công thức thực nghiệm, để có CTPT ta phảigiải như sau. - Như trên ta tìm được: 1 nCO2 = 1,0 (mol), từ mH = 2,4 gam → nH2O = nH = 1,2 mol 2Do: nH2O > nCO2 nên A là ankan, từ đó A có công thức tổng quát là CnH2n + 2, 1, 0 nCO2 với n= = =5. 1, 2 − 1, 0 nA Vậy CTPT của hyđrocacbon A là: C5H12 Ví dụ 4. Cho biết điểm sai của một số cấuhình electron sau và sửa lại cho đúng? a. 1s22s12p5. b. 1s22s22p63s23p64s23d2. c. 1s22s22p64s2. *Phân tích: Đây là một bài tập kiểm tra kiến thức về víêt cấu hình electron. Vậy học sinh phải hiểu kháiniệm về cấu hình electron và phương pháp viết cấu hình electron, cụ thể là: Bước 1. Mức năng lượng:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4p5d… Bước 2. Hiểu rõ các quy tắc viết cấu hình electron: Sắp xếp các phân lớptheo đúng trật tự của từng lớp, trong mỗi lớp theo đúng thứ tự phân lớp. Với kiến thức này HS sẽ ápdụng giải quyết vấn đề trên a. 1s22s12p5 - Điểm sai: Vi phạm về việc sắp xếp electron theo trật tự mứcnăng lượng. - Sửa lại: Chủ yếu HS chỉ sửa lại theo kết quả 1s22s22p4 (bảo toàn e), như vậy học sinh đãlàm đúng nhưng còn thiếu một kết quả: 1s22s22p5. b. 1s22s22p63s23p64s23d2: - Điểm sai: Đây là mứcnăng lượng chứ không phải là cấu hình electron, vì vậy hầu hết HS sẽ sửa lại là 1s22s22p63s23p63d24s2.- Tuy nhiên từ cấu hình electron trên học sinh có thể sửa theo kết quả không bảo toàn electron1s22s22p63s23p64s2 cũng thoã mãn. c. 1s22s22p64s2: - Điểm sai: Cấu hình e này thiếu lớp 3,vì phạm vềsắp xếp e và mức năng lượng - Sửa lại: + Hầu hết HS sẽ sử dụng bảo toàn electron nên viết lại cấu hìnhelectron là: 1s22s22p63s2 * Một số HS có thể không dừng lại bảo toàn electron mà thấy rằng lớp thứ 3còn thiếu electron nên có thể viết lại cấu hình trên với kết quả 1s2222p63s23p63d104s2. * Một số HSnắm vững về cấu hình electron có thể còn đưa ra 9 kết quả khác nữa: 2 1s 2s22p63s23p63dx4s2 với x là:0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10. Ví dụ 5. Xác định sản phẩm chính của phản ứng sau: CH2 = CH – COOH +HCl → * Phân tích: Đây là một câu hỏi về phản ứng cộng hợp của tác nhân bất đối xứng và liên kết đôiC = C. Để giải quyết vấn đề này HS phải vận dụng quy tắc Maccopnhicop: Trong phản ứng cộng axithoặc nước (kí hiệu chung là HA) vào liên kết C=C, H (phần mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào Cmang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn A (phần tử mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mangít H hơn (cacbon bậc cao hơn) * Áp dụng: CH2 = CH – COOH + HCl → CH3 – CHCl – COOH (sảnphẩm chính) CH2 = CH – COOH + HCl → CH2Cl – CH2 – COOH (sản phẩm phụ) - Với cách giảiquyết trên HS sẽ vướng vào cái “bẫy” là phản ứng trên cộng trái với quy tắc Maccopnhicop vì hai liênkết đôi liên hợp C 3 = C2 - C1 = O phân cực về phía O, suy ra liên kết đôi C = C phân cực về phía C 2nên tại C2 mang một phần điện tích âm và H + của tác nhân sẽ ưu tiên tấn công vào C2 → sản phẩmchính là CH2Cl – CH – COOH. 5

204. Ví dụ 6: Cho lượng dư bột kim koại Fe tác dụng với 250 ml dung dịch HNO 3 4M đun nóng vàkhuấy đều hỗn hợp. Phản ứng xảy ra hoàn toàn và giải phóng ra khí NO duy nhất. Sau khi kết thúc phảnứng, đem lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch A. Làm bay hơi cẩn thận dung dịch A thu được muối khan,nung nóng lượng muối khan đó ở nhiệt độ cao để phản ứng nhiệt phân xảy ra hoàn toàn, thu được mgam chất rắn và x (mol) hỗn hợp gồm 2 khí. a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b. Tìm m và x *Phân tích: Với bài tập này HS sẽ tập trung vào việc chú ý đến tính chất oxihoa mạnh của HNO3, vì vậycác em sẽ giải quyết bài toán bằng việc viết các phương trình hoá học: Fe + 4 HNO3 → Fe(NO3)3 + NO+ 2 H2O (1) - Dung dịch A có Fe(NO3)3 quá trình cô cạn A không xảy ra sự nhiệt phân muối, vậy muốikhan là Fe(NO3)3, nhiệt phân muối này sẽ xảy ra phương trình hoá học sau: t 0C 4 Fe(NO3)3 2Fe2O3 + 12 NO2 + 3O2 (2) → - Vậy chất rắn thu được là Fe2O3 và hỗn hợp khí thu được là NO2, O2.Từ giả thiết, do kim loại dư nên HNO3 hết. 1 1 Vậy: nFe2O3 = nHNO3 = .4.0,25 = 0,125 (mol) →mFe2O3 = 0,125.160 = 20,0 (g) nNO2 = 8 8 3 15 15 6nFe2O3 ; nO2 = .nFe2O3 → nkhí = .nFe2O3 =(mol) 2 2 16 * Tuy nhiên với cách giải trên học sinh đã vấp “bẫy” là không chú ý dự kiện đây là kimloại Fe, khác với các kim loại khác ở chỗ là khi Fe dư thì sẽ xảy ra phản ứng: Fe + 2 Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 (3) Như vậy cách hiểu trên sẽ đem lại kết quả sai. - Vậy dung dịch A không phải có Fe(NO3)3 mà có Fe(NO3)2 và phương trình hoá học nhiệt phân muối xảy như sau: 4 Fe(NO3)2 → 2 Fe2O3 +

8 NO2 + O2 (4) Do đó khối lượng chất rắn và số mol khí thu được là: 5 15 mFe2O3 = 0,1875. 160 =30,0 (g); nkhí = .nFe2O3 = (mol) 2 32 Ví dụ 7: Nguyên tố M thuộc chu kỳ 2, nhóm VIIA. Công thứcoxit cao nhất và hợp chất khí với H là: A. M2O3, MH3 B. MO3, MH2 C. M2O7, MH D. M2O, MH *Phân tích: Bài tập trên là một bài kiểm tra kiến thức HS về nội dung bảng HTTH, để làm bài tập này,HS phải nắm vững kiến thức về CTTQ của các loại hợp chất quan trọng: Ôxit cao nhất, hyđroxit, hợpchất khí với hyđro của các nguyên tố nhóm IA đến VIIA. Với kiến thức đó, các nguyên tố nhóm VIIA sẽcó công thức tổng quát về ôxit cao nhất là R 2O7 và công thức với hợp chất khí với hyđro là RH. Vậychọn đáp án C. * Tuy nhiên HS dẫ mứac phải “bẫy” là với đặc điểm các nguyên tố thuộc chu kỳ 2 thì kếtquả trên lại sai. Ở chu kỳ 2, nhóm VIIA là nguyên tố F, do đặc điểm cấu tạo nguyên tử F nên công thứcôxit cao nhất của F lại là F2O vì vậy chọn đáp án D. Ví dụ 8 : Dãy gồm các chất đều tác dụng với ddFe(NO3)2 là: A. Mg, Cl2, NaOH, NaCl B. AgNO3, Cl2, NH3, NaOH C. NaOH, Cl2, NH3, HCl,AgNO3 D. AgNO3, NaOH, Cu, HCl * Sai lầm: Hầu hết HS đều cho rằng không có phản ứng giữa HClvới Fe(NO 3)2 vì HCl và HNO3 đều là những axit mạnh và là axit bay hơi. Do đó HS chọn đáp án B *Phân tích: Khi cho Fe(NO3)2 tác dụng với dd HCl thì sẽ xảy ra phản ứng dạng ion như sau: Fe2+ + 2H+ + NO3- → Fe3+ + NO2 + H2O Vì vậy chọn đáp án C. Ví dụ 9: Cho các chất p-Crezon, natrietylat,anilin, phenylamoniclorua, protein. Số chất tác dụng được với dd NaOH là: 6

205. A. 5 B. 4 C.3 D. 2 * Sai lầm: Học sinh thường chọn đáp án B là gồm 4 chất: p- Crezon, alanin,phenylamoniclorua và protein. * Phân tích: HS đã sai lầm khi không để ý phản ứng giữa etylatnatri vớiH 2O, bởi vì trong dung dịch NaOH có H2O. Chính vì có thêm phản ứng này nên ta chọn đáp án A Vídụ 10: Cho dd NaOH loãng, dư vào mỗi dung dịch : BaCl 2, AlCl3, CrCl2, CuCl2, AgNO3. Số chất kếttủa tạo thành là: A. 2 B. 3. C.4 D. 5 * Sai lầm: Đa số HS làm như sau: Cho dd NaOH vào dd BaCl2 thấykhông có hiện tượng gì. Cho từ từ dd NaOH vào dd AlCl3 thì xuất hiện kết tủa, sau đó kết tủa tan. Chodd NaOH vào dd CuCl2 thấy tạo kết tủa Cu(OH)2 Cho dd NaOH vào dd AgNO3 không xảy ra phản ứngdo AgOH không tồn tại.nên không xảy ra phản ứng.Vậy HS chọn đáp án A. * Phân tích: Do AgOHkhông tồn tại nên đã bị phân hủy thành Ag 2O và H2O. Chính vì vậy khi cho dd NaOH vào dd AgNO3có xảy ra phản ứng. Vậy chọn đáp án đúng là: B Ví dụ 11: Fructozơ có thể phản ứng được với: A. dungdịch Br2. B. Cu(OH)2 C. dung dịch KMnO4.D. Cả 3 chất. * Sai lầm: Hầu hết HS sẽ chọn đáp án D, bởivì các em suy nghĩ rằng Fructzơ là ancol đa chức nên có phản ứng với Cu(OH)2,có cân bằng: →Fructozơ ¬ Glucozơ nên có phản ứng khử nhóm chức –CHO bằng chất oxihoá mạnh như dd Br2,hay dd KMnO4. → Glucozơ thì cần phải có môi * Phân tích: Thực ra để có cân bằng Fructozơ ¬

trường –OH. Chính vì thế mà dd Br2 hay dd KMnO4 đều không thể oxihoa được Fructozơ. Chọn đápán B. Ví dụ 12: Điều chế polyvinylancol, người ta dùng các phương pháp nào sau đây: 1. Trùng hợpancol vinylic 2. Trùng hợp vinylaxetat, sau đó thuỷ phân trong dd NaOH 3. Thuỷ phân tinh bột. A.1 và2 B. Chỉ có 1 C. Chỉ có 2 D. Chỉ có 3 * Sai lầm: Hầu hết HS thường chọn đáp án A, vì HS thường nghĩrằng để có polyvinylancol thì phương pháp trùng hợp được áp dụng và trùng hợp monome ancolvinylic.* Phân tích: HS đã phạm một sai lầm là ancolvinylic là một loại ancol kém bền, không tồn tại, nó sẽ tựchuyển thành andehitaxetic CH3CHO. Vậy đáp án đúng là C Ví dụ 13: Sự mô tả nào sau đây không đúnghiện tượng hoá học. A. Cho từ từ dd CH3COOH loãng vào dd Na2CO3 và khuấy đều, lúc đầu không cóhiện tượng gì, sau một thời gian thấy có sủi bọt khí. B. Cho quỳ tím vào dung dịch Benzylamin thấy quỳtím chuyển sang màu xanh. C. Cho từ từ anilin vào dd HCl thấy tan dần vào dd HCl. D. Cho propilenvào nước Br2 thấy nước Br2 bị mất màu và thu được một dd đồng nhất trong suốt. * Sai lầm: Hâu hếtHS sẽ chọn đáp án B vì cho rằng amin thơm ít tan trong nước nên không làm đổi màu quỳ tím. * Phântích: Benzylamin là một trường hợp đặc biệt, tan rất nhiều trong nước và đổi màu quỳ tím, vì có phảnứng thuỷ phân với H2O. Vì vậy chọn đáp án D 2.1.3. Vận dụng các phương pháp giải toán một cáchkhông hợp lí và triệt để trong việc giải các bài tập hoá học. Một số sai lầm phổ biến như khi tính theophương trình hóa học hoặc sơ đồ phản ứng mà quên cân bằng hoặc cân bằng không đúng, hiểu sai cáccông thức tính toán trong hoá học, sử dụng đơn vị tính không thống nhất, không để ý đến hiệu suất phảnứng cho trong bài, không xác định được 7

206. chất nào hết hay dư trong quá trình phản ứng, hiểu sai tính chất của các chất nên viết phương trìnhhóa học không chính xác, thiếu các kĩ năng cơ bản khi sử dụng các phương pháp giải bài tập, ... Ví dụ14. Nguyên tố M thuộc chu kỳ 2, nhóm VIIA. Công thức oxit cao nhất và hợp chất khí với H là:A.M2O3, MH3 B.MO3, MH2 C. M2O7, MH D.M2O, MH * Phân tích: Bài tập trên là một bài kiểm trakiến thức học sinh về nội dung bảng tuần hoàn, để làm bài tập này, học sinh phải nắm vững kiến thức vềcông thức tổng quát của các loại hợp chất quan trọng: Oxit cao nhất, hiđroxit, hợp chất khí với hiđro củacác nguyên tố nhóm IA đến VIIA. Với kiến thức đó, các nguyên tố nhóm VIIA sẽ có công thức tổng

quát về oxit cao nhất là R 2O7 và công thức với hợp chất khí với hiđro là RH → Phương án nhiễu C. -Tuy nhiên với đặc điểm các nguyên tố thuộc chu kỳ 2 thì kết quả trên lại sai. Ở chu kỳ 2, nhóm VIIA lànguyên tố F, do đặc điểm cấu tạo nguyên tử F nên công thức oxit cao nhất của F là F 2O → Đáp án D. −Ví dụ 15. Trong một cốc nước chứa a mol Ca 2+, b mol Mg2+ và c mol HCO 3 . Nếu chỉ dùng nước vôitrong, nồng độ Ca(OH)2 x M để làm giảm độ cứng của nước thì người ta thấy khi thêm V lít nước vôitrong vào cốc thì độ cứng của nước trong cốc là nhỏ nhất. Biểu thức tính V theo a, b, x là 2b + a b+a b +2a b +a A.V = B.V = C.V = D.V = x x x 2x * Phân tích: Cách giải phổ biến thường gặp là dựa vào cácphản ứng ion Ca(OH)2 → Số mol: x.V → − - → HCO3 + OH Số mol: c → 2x.V 2− CO3 + Mg2+ →Ca2+ + 2.OHx.V → 2x.V 2− H2O + CO3 → 2x.V MgCO3↓ b ← b 2− CO3 + Ca2+ → CaCO3↓ (a +x.V)← (a + x.V) b+a → Phương án nhiễu B. x * Sai lầm ở đây là học sinh không biết độ tan củaMg(OH) 2 (T = 5.10-12) nhỏ hơn nhiều so với MgCO3 (T = 1.10-5) nên có sự ưu tiên tạo kết tủaMg(OH) 2, do đó phản ứng trao đổi ion trong dung dịch lại xẩy ra như sau: Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OHSốmol: x.V → x.V → 2x.V − 2− HCO3 + OH- → H2O + CO3 Vậy ta có: a + b + x.V = 2x.V → V = Sốmol: c 2OH2b 2 CO3 − c → + ← + → c → 2+ → Mg Mg(OH)2↓ b Ca2+ → CaCO3 ↓ c c 2b + a →Đáp án A. x Ví dụ 16. Hỗn hợp X gồm axit HCOOH và CH 3COOH có số mol bằng nhau. Lấy 5,3 ghỗn hợp X cho tác dụng với 5,75 g C 2H5OH (có H2SO4 đặc làm xúc tác) thu được m (g) hỗn hợp este(hiệu suất các phản ứng este hóa đều bằng 80%). Giá trị m là : Vậy ta có: c = x.V + a và c + 2.b = 2x. V→ V = 8

207. A. 7,04 B. 6,48 C. 8,10 D. 8,80 * Phân tích: Học sinh dễ mắc sai lầm khi áp dụng nhanh phươngpháp tăng - giảm khối lượng quen thuộc nhưng chỉ chú ý đến số mol ancol: RCOOH + C2 H 5OH ƒRCOOC 2 H 5 + H 2O 1 mol → ∆m tăng = 28 g 0,125 mol → ∆m tăng = 3,5 g → m = 5,3 + 3,5 = 8,8→ Phương án nhiễu D. * Một số học sinh cho rằng kết quả này không đúng là do chưa tính đến hiệu suấtphản ứng → m = 8,8. 80% = 7,04 → Phương án nhiễu A. * Rõ ràng kết quả này cũng không chính xácvì học sinh đã mắc sai lầm khi tính toán theo lượng chất dư C2H5OH (H = 100%). Hướng dẫn học sinhtìm số mol axit để so sánh với ancol xem chất nào là chất thiếu trong phương trình phản ứng: HCOOH: x mol X → 46x + 60x = 106x = 5,3 → x = 0, 05 CH 3COOH : x mol → n X = 0,1 < n C2H5OH =5, 75 = 0,125 46 → Tính theo axit: RCOOH + C2 H 5OH ƒ RCOOC 2 H 5 + H 2O 1 mol → 1 → ∆mtăng = 28g 0,1mol → 0,1 → ∆m tăng = 2,8g → m este = 5,3 + 2,8 = 8,10g → Phương án nhiễu C.8,1.80 = 6, 48g → Đáp án B. Vì H = 80% → m = 100 Ví dụ 17. Cho 31,84g hỗn hợp NaX và NaY (X,Y là 2 halogen ở 2 chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư thì thu được 57,34 g kết tủa . Công thứccủa 2 muối là : A. NaCl và NaBr B. NaBr và NaI C. NaF và NaCl D. NaF và NaCl hoặc NaBr và NaI. *Phân tích: Hầu hết học sinh sẽ giải bài tập này bằng cách chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán mộtchất tương đương bằng việc gọi công thức tổng quát chung 2 muối là: Na X . - Phương trình hoá họcđược viết: Na X + AgNO3 → Ag X ↓ + NaNO3 (23 + X ) gam → (108 + X ) gam 31,84 gam → 57,34gam → 2 halogen là Br và I → đáp án B. → X = 83,13 * Với cách giải trên học sinh đã phạm một sailầm là cho cả 2 muối NaX và NaY đều tạo kết tủa với dung dịch AgNO3, điều này chỉ đúng với muốicủa 3 halogen Cl, Br, I còn NaF không tác dụng với AgNO 3 vì không tạo kết tủa. Vì vậy cần hướng dẫnhọc sinh xét bài toán qua 2 khả năng: + KN 1: Hỗn hợp 2 muối halogen gồm: NaF và NaCl, lúc đó chỉcó NaCl phản ứng NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3 57,34 ≈ 0,4 (mol) → nNaCl ≈ 0,4 (mol)nAgNO3 = 143,5 → mNaCl = 0,4. 58,5 = 23,4 < 31,84 → trường hợp này cũng thoả mãn. + KN 2 :Hỗn hợp cả 2 muối halogen đều phản ứng với dung dịch AgNO 3, kết quả tìm được 2 halogen là Br và I.Như vậy đáp án là D. 2.1.4. Sai lầm của học sinh về cách hiểu và vận dụng lí thuyết hóa học trong giảibài tập. Một số sai lầm của HS trong quá trình giải bài tập là do kiến thức lý thuyết chưa nắm vững,cònphiến diện, chưa tổng hợp được kiến thức, ví dụ như một chất hữu cơ có phản ứng tráng gương thì HSchỉ nghĩ rằng đó là Anđêhit mà không xét các trường hợp khác như HCOOH, HCOOR, 9

208. HCOOM, . .hay khi thuỷ phân este thì HS chỉ nghĩ rằng tạo ra axit (hoặc muối) và ancol chứ khôngnghĩ đến các trường hợp tạo nhiều muối, anđêhit, xêton, . .Sau đây là một số ví dụ minh hoạ. Ví dụ 18:Đun một chất hữu cơ A đơn chức có khối lượng 8,6 gam trong môi trường kiềm, ta thu được hai chấthữu cơ B và C. Chất B không có phản ứng tráng gương, còn lượng chất C thu được cho tác dụng vớiAg2O/NH3 dư thì thu được 21,6 gam Ag và chất B ’. Khi cho B’ tác dụng với NaOH thì thu được B.Tìm công thức cấu tạo của A,B,C. Giải: * Sai lầm: Hầu hết HS đều có thói quen suy suy nghĩ rằng: -Khi thuỷ phân một este trong môi trường axit thì sẽ thu được rượu và axit hữu cơ - Khi thuỷ phân estetrong môi trường kiềm thì sẽ thu được muối và rượu. Do đó với bài tập trên HS sẽ nhầm tưởng là B làancol còn C là HCOOH, A là este. * Phân tích: Ta giả sử C là chất có chức andehit, công thức tổng quátcó dạng: RCHO, ta có dd NH3 Phương trình hoá học: RCHO + Ag2O RCOOH + 2 Ag. →

RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O. 1 Theo hai phản ứng trên nRCOOH = nRCOONa = nRCHO =nAg = 0,1 2 - Gỉa sử A là este đơn chức: Phương trình hoá học: RCOOR’ + NaOH → RCOONa +R’OH. A B C 0,1 0,1 0,1 8, 6 Theo giả thiết; MA = = 86 = 44 + (R + R’) 0,1 ’ Vậy: R + R = 86 – 44 =42 = M C3 H6 Nếu tách 2 gốc R và R’ ra thì một gốc là – CH3 và một gốc là CH2=CH2. Nếu R của B làCH2=CH- thì CH2=CH-COONa là chất B, còn C là CH 3OH. Vậy C không thể có phản ứng tránggương. Do đó B là CH3COONa và C là CH2=CH-OH, rượu này không bền nên chuyển thành CH3CHO.Vậy A là: CH3COOCH=CH2. Ví dụ 19: Hoà tan 5,6 gam bột Fe trong 300,0 ml dd HCl 1M. Sau phảnứng thu được dd X và khí H2. Cho lượng dư dd AgNO3 vào dd X thì thu được m gam chất rắn. Hãy tìmgía trị m Giải: * Sai lầm: Hầu hết HS là như sau: Phương trình hoá học: Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 (1)mol 0,1 0,2 2 AgNO3 + FeCl2 → 2 AgCl + Fe(NO3)2 (2) mol 0,1 0,2 → AgCl + HNO3 AgNO3 + HCl(3) mol 0,1 0,1 → Fe3+ + Ag Fe2+ + Ag+ (4) mol 0,1 0,1 Vậy: Khối lượng chất rắn là: 53,85 gam. *Phân tích: HS đã viết thiếu phản ứng hoá học: 4 H+ + 3 Fe3+ + NO3- → 3 Fe3+ + NO + 2 H2O (*)Phản ứng (*) xảy ra trước phản ứng (4) nên Fe2+ trong phản ứng (4) chỉ còn: 0,025. Do đó khối lượngchất rắn là: 45,75 gam. 2.1.5. Không xét hết các trường hợp dẫn đến “thiếu nghiệm”. Một số HS thườngmắc các “bẫy” khi giải toán là không chú ý đến các tính chất đặc biệt của các chất PƯ cũng như các chấtSP, như tính lưỡng tính của các ôxit, hyđroxit lưỡng tính, quá trình hoà tan các kết tủa của các ôxit axitnhư hoà tan CaCO3 bởi CO2, . ., vì vậy HS thường xét thiệu nghiệm, sau đây là một số ví dụ. Ví dụ 20:X là dd chứa 0,1 mol AlCl3 Y là dd NaOH 1 M. Đổ từ từ dd Y vào dd X đến hết thì lượng kết tủa thuđược là 6,24 gam. Thể tích dd Y là: 10

209. A. 0,24 lít B. 0,32 lít C. 0,24 lit hoặc 0,32 lít D. 0,34 lít * Sai lầm: Hầu hết HS thường giải theocách sau: - Phương trình hoá học: AlCl3 + 3 NaOH → 3 NaCl + Al(OH)3 (1) Ban đầu: Mol 0,1 1.V 6,24 Phản ứng: Mol = 0,08 (mol) 78 - Qua số mol của Al(OH)3 thu được ta thấy AlCl3 dư, nên NaOHhết, vậy NaOH tính theo kết tủa Al(OH)3, do đó nNaOH = 3. nAl (OH )3 = 3. 0,08 = 0,24 (mol) Vậy:VY = 0,28 (lít). * Phân tích: Hầu hết HS đã mắc một sai lầm là không nghĩ đến tính lưỡng tính củaAl(OH) 3 nên đã không xét thêm một trường hợp nữa là dd NaOH tác dụng hết với Al(OH) 3 để thuđược kết tủa cực đại, sau đó một phần kết tủa Al(OH) 3 tan ra, do đó bài toán này có 2 kết quả đúng là:V dung dịch Y bằng 0,24 lít và 0,32 lít. 2.1.6. Chưa có phương pháp phân tích và tổng hợp kiến thức.Đa số các em HS có năng lực học tập trung bình và yếu đều mắc các “bẫy” kiến thức về phần này, cácem có thể có kiến thức các phần riêng biệt, nhưng sự tổng hợp các kiến thức đó lại trong một vấn đề cầngiải quyết thì hạn chế, mặt khác nhiều em chưa có khả năng phân tích các dự kiện bài toán, để từ đó xâuchuỗi chúng lại thành một kiến thức thống nhất, logíc, sau đây là một số ví dụ minh hoạ. Ví dụ 21 : Chocác chất: Cu(OH)2 (1), AgCl(2), NaOH(3), Al(OH)3(4), Mg(OH)2(5). Những chất nào trong số các chấttrên có bị hoà tan trong dd amoniăc. A. Chỉ có 1,2 B. Chỉ có 1,2,3. C. Chỉ có 1,3 D. 1,2,3 và 5 * Sailầm: Đa số HS thường chọn 1,2, vì HS nghĩ ngay đến khả năng tạo phức của dd NH 3 với Cu(OH)2 vàAgCl, nên chọn đáp án A. * Phân tích: Đề ra yêu cầu là tìm chất bị hòa tan trong dung dịch amoniăc nêncó thên NaOH nữa (vì NaOH không phản ứng nhưng tan trong dd NaOH). Ví dụ 22 : Để điều chế Cl2trong phòng thí nghiệm có thể dùng các cách: 1. Cho dd KMnO4 tác dụng với dd HCl đặc. 2. Cho ddKMnO4 và dd H2SO4 đặc tác dụng với tinh thể NaCl. 3. Điện phân nóng chảy NaCl. A. Chỉ có 1 B.Chỉcó 2 C.Chỉ có 3 D. Cả 1,2,3 * Sai lầm: HS thường chọn đáp án D, như vậy phương án 2 cũng được chấpnhận. * Phân tích: Khi cho H2SO4 đđ tác dụng với NaCl sẽ giải phóng HCl t 0C NaCl + H2SO4 (đ) → NaHSO4 + HCl Nhưng do HCl sinh ra ở dạng khí hoặc có hoà tan thành axit thì nồng độ cũng khôngđủ lớn để tác dụng với dd KMnO4 để giải phong Cl2. Trong phòng thí nghiệm, với lượng chất điều chếít, dụng cụ đơn giản nên không dùng phương pháp điện phân. Vậy: chỉ có phương án 1 là hợp lí nênchọn đáp án A. Ví dụ 23: Dãy gồm các chất đều có khả năng là mất màu dd Brom là: A. Xiclobutan,Propilen, Axetilen, Butađien B. Propilen, axetilen, glucozo, triolein. C. Benzen, etilen, propilen,axetilen, tripanmitin D. Propilen, axetilen, butadien, saccarozo. * Sai lầm: Hầu hết HS khi giải quyếtkiến thức trên , thấy các chất trong câu A đều thoả mãn nên chọn đáp án A. * Phân tích: Xiclobutan pưvới Br2 (kh) chứ không pư dd Br2/CCl4. Vì vậy đáp án đúng là B. 2.1.7. Những sai lầm về kĩ năng thựchành hóa học Trong quá trình dạy học hóa học, không chỉ chú trọng đến kiến thức lí thuyết mà còn phảirèn 11

210. luyện kĩ năng thực hành hóa học cho học sinh. Dựa trên những sai lầm về thực hành hóa học, giáoviên có thể thiết kế các bài tập hóa học thực nghiệm, tăng tính hấp dẫn và thực tiễn của môn học. Ví dụ24: Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế từ MnO2 và axit HCl. a. Viết phương trình phản ứngvà ghi rõ điều kiện (nếu có). b. Phân tích những chỗ sai khi lắp bộ thí nghiệm như hình vẽ sau. Phân tích: a. Phương trình phản ứng : MnO2 + 4HCl (® c) Æ t 0 MnCl 2 + Cl 2 + 2H2O b. Về mặt kĩ năng thực

hành, giáo viên cần phân tích cho học sinh hiểu hình vẽ mô phỏng thí nghiệm, học sinh suy luận trongthí nghiệm này: Phải dùng dung dịch HCl đặc 30-37% để phản ứng oxi hoá-khử xẩy ra. Do đó dùngdung dịch HCl 10% (loãng) thì không thể thu được khí Cl2. Phải dùng đèn cồn để đun nóng MnO2. KhíCl2 được thu bằng phương pháp đẩy không khí, nên không dùng nút cao su ở bình thu khí như hình vẽ,để không khí thoát ra ngoài. Để thu được khí Cl2 tinh khiết, cần lắp thêm các bình rửa khí (loại khí HCl)và làm khô khí (loại hơi nước). 2. Các biện pháp hạn chế và sữa chữa (khắc phục) sai lầm giúp HS tránh“bẫy” Qua những “bẫy” ở trên, HS cần chú ý những điểm sau trong quá trình trả lời các câu hỏi lý thuyếtcũng như giải bài tập hoá học: a. Đọc kỹ đề ra trước khi làm bài. b. Tóm tắt đề bằng cách gạch chândưới những nội dung quan trọng có trong đề ra. c. Nếu là câu hỏi lí thuyết cần phân loại nhanh là câuhỏi thuộc dạng nào: Giải thích một vấn đề, nhận biết các chất, tách hay tinh chế các chất.Từ đó áp dụngngay phương pháp giải các dạng đó để giải quyết vấn đề nêu ra. d. Nếu là bài tập tính toán, trước hết HSphải được trang bị một số phương pháp giải toán hoá như: phương pháp bảo toàn khối lương, phươngpháp bảo toàn electron, phương pháp đường chéo, bài toán chất khí, phương pháp trung bình . . sau đóhướng dẫn HS trước khi giải toán phải tìm số mol các chất (nếu có thể), viết phương trình hoá học haysơ đồ biến hoá để kết nối các mối quan hệ, từ đó lập phương trình toán học, giải toán tìm nghiệm. e. Nếulà bài toán thực nghiệm cần cho HS làm quen với nhiều các thao tác thí nghiệm, các buổi thực hành phảihướng dẫn HS trực tiếp làm thínghiệm, các em phải tận mắt quan sát được các hiện tượng và giải thíchđược các hiện tượng đó một cách khoa học, từ đó các em khái quát và hình thành nên tư duy thựcnghiệm hoá học. KẾT LUẬN 1. Xuất phát từ những yêu cầu mới của công tác giảng dạy đó là lấy HSlàm trung tâm, cho nên việc hướng dẫn HS trung học phổ thông phát hiện các “bẫy” và tránh nhữngnhầm lẫn khi giải bài tập không nhằm ngoài mục đích này. Việc làm này sẽ có tác dụng nâng cao hiệuquả dạy của Thầy và học của trò. 2. Đề tài này mới chỉ khai thác được một số nhầm lẫn mà quá trìnhhướng dẫn HS giải bài tập các em mắc phải, chắc chắn rằng đang còn nhiều nội dung khác nữu cần đượctiếp tục phát triển thêm. 3. Các tình huống trong bài tập mà ta có thể gọi là “bẫy” có thể giúp giáo viênđánh giá được năng lực nhận thức của HS từ đó phân loại HS để rồi tìm phương pháp dạy học phù hợpvới từng đối tượng HS, giúp GV bồi dưỡng nhân tài cũng như phụ đạo HS yếu kém một cách khoa họchơn. 4. Phân tích những “bẫy” trong giải bài tập hoá học có thể xem như một phương pháp “Phảnchứng” trong giảng dạy kiến thức ở trường THPT, nó có thể được nghiên cứu sâu, rộng hơn, kết hợpthực nghiêm sư phạm để có thể trở thành cơ sở lí luận khoa học trong dạy hoc. 12

211. 5. Với điều kiện thời gian ngắn, trình độ bản thân có hạn, chắc chắn đề tài còn có những hạn chế.Với tâm huyết nghề nghiệp và tấm lòng của mình, tôi muốn được đóng góp một phần nhỏ công sức củamình vào công việc chuyên môn, nhằm nâng cao hiệu quả dạy học. Rất mong nhận được sự chỉ dẫn, gópý và đồng cảm của đồng nghiệp và bạn đọc. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cao Cự Giác. Thiết kế và sửdụng bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy và học hóa học. Nxb Giáo dục, 2009. 2. Cao Cự Giác. Cácphương pháp chọn lọc giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học. Nxb Giáo dục, 2009. 3. Đào Hữu Vinh.500 Bài tập hoá học. Nxb Giáo dục 1995 4. Lê Xuân Trọng (Tổng chủ biên), Hoá học 10,11,12 (BanKHTN, Ban KHXH). Nxb Giáo dục 5. Nguyễn Xuân Trường. Phương pháp dạy học hóa học ở trườngphổ thông. Nxb Giáo dục, 2005. 6. Nguyễn Xuân Trường, Cao Cự Giác. Các xu hướng đổi mới phươngpháp dạy học hóa học ở trường phổ thông hiện nay. Tạp chí Giáo dục, số 128. 12/2005. 7. Nguyễn ĐứcVận. Thực hành hoá học vô cơ, Nxb Giáo dục 1984 KINH NGHIỆM BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎITrường THPT chuyên Hà Nội - Amsterdam Bài viết này của chúng tôi nhằm trao đổi giao lưu học hỏikinh nghiệm lẫn nhau. Với kết quả khiêm tốn của đội tuyển hóa trường Amsterdam chúng tôi xin đưa ramột số kinh nghiệm như sau: I. PHÂN TÍCH RÕ THUẬN LỢI, KHÓ KHĂN 1. Thuận lợi - Có sự quantâm của lãnh đạo sở, trường: + Ưu tiên giáo viên dạy môn chuyên, giảm số giờ lên lớp + Giáo viên cógiải học sinh giỏi quốc gia, quốc tế ưu tiên lên lương sớm. - Đầu tư cơ sở vật chất: Trường Amsterdamđược xây mới trang thiết bị hiện đại xứng với tầm quốc tế - Công tác tuyển chọn bồi dưỡng giáo viênđược chú ý: Thu hút các giáo viên giỏi có kính nghiệm dạy đội tuyển quốc gia, có năng lực có học sinhđi thi quốc tế ở các tỉnh khác được thành phố Hà Nội tiếp nhận chuyển công tác từ các tỉnh, thành phốkhác theo chế độ ưu đãi . Hàng năm cử giáo viên đi tập huấn các chương trình nâng cao, hoặc tham giahọc tập ở nước ngoài nhằm nâng cao nhận thức, hiểu biết thực tế của giáo viên. - Học sinh được tuyểnchọn tốt: Mặt bằng học sinh tuyển vào các trường chuyên Hà Nội có chất lượng cao. - Học sinh giỏiđược chọn lọc bồi dưỡng từ khối THCS chất lượng cao của Amsterdam và các đội tuyển của các quận,huyện. - Các kỳ thi đầu vào cấp THCS và THPT chuyên nghiêm túc đánh giá đúng năng lực. 2. Khókhăn - Tính thực dụng của học sinh và phụ huynh: Mục tiêu của phụ huynh và học sinh chuyên là đỗ đạihọc có danh tiếng trong nước hoặc đầu tư vào việc đi du học. - Chế độ đãi ngộ với giáo viên và học sinhgiỏi chưa hợp lý: Giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia trả theo chế độ nhà nước thấp so với sự đầu

tư chất xám và thời gian. Học sinh đoạt giải không được tuyển sinh thẳng vào Đại học. - Đội ngũ giáoviên dạy chuyên cũng thiếu và chưa được động viên khuyến khích kịp thời. II. VẬN DỤNG LINHHOẠT TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG VÀ TUYỂN CHỌN 1. Bồi dưỡng: 13

212. - Xuất phát từ mục tiêu của học sinh chọn đi du học hoặc thi đại học cho đỡ mạo hiểm, chúng tôitập trung chương trình chuyên sâu vào năm lớp 10 và đầu lớp 11: Khi đó học sinh chưa áp lực với việcthi đại học và đi du học. - Sau đó bồi dưỡng chuyên biệt với các học sinh say mê và có năng lực. Chúngtôi áp dụng các biện pháp để có thể bồi dưỡng những học sinh đó như: Giao bài riêng tại lớp, hướng dẫnđọc tài liệu theo chuyên đề và có bài tập kèm theo. Khi cần có thể kèm riêng từng em ở nhà. 2. Tuyểnchọn: Trong khi bồi dưỡng cấp tập kiến thức ở lớp 10 sẽ phát hiện học sinh yêu thích và có năng lực, từđó có kế hoạch động viên khuyến khích kịp thời và bồi dưỡng chuyên biệt. Hàng năm sở giáo dục tổchức kỳ thi chon học sinh giỏi lớp 12 và chọn đội tuyển Quốc gia sớm vào giữa học kỳ I, học sinh đượctuyển chọn có thời gian tập trung vào môn chuyên hơn, thời gian bồi dưỡng nhiều hơn. Sau khi thành lậpđội tuyển, sở giáo dục tổ chức tập huấn theo lịch và chương trình cụ thể. Đội ngũ giáo viên tham gia dạyđội tuyển được sự lựa chọn theo từng chuyên đề chuyên sâu là thế mạnh của từng giáo viên để khôngphải mất nhiều thời gian soạn mà lại tích lũy được kinh nghiệm sau mỗi năm. 3. Công tác xã hội hóa: +Mời các giáo sư các trường Đại học để bồi dưỡng chuyên sâu theo từng phân môn cho giáo viên và họcsinh. + Mời sinh viên chuyên ngành đã từng đạt giải cao trong kỳ thi Quốc gia, Quốc tế tham gia nóichuyện trao đổi kinh nghiệm và bồi dưỡng các lớp đàn em. Nếu cần có thể cho kèm riêng các em. + Banphụ huynh lớp có phần thưởng động viên các học sinh đạt giải cao sau mỗi học kì. + Đối với những họcsinh có năng lực và ham thích bộ môn thì tư vấn cho gia đình đầu tư cho con học như Học trước cácmôn thi đại học để học sinh yên tâm với việc thi đỗ đại học không bị áp lực khi tham gia thi học sinhgiỏi quốc gia. Bồi dưỡng riêng môn chuyên theo cách bồi dưỡng chuyên biệt. 4. Giáo viên: - Cuối cùngvà quan trọng hơn cả là người thầy lãnh đội và trực tiếp giảng dạy học sinh giỏi phải có năng lực và sựđam mê tâm huyết, có niềm tin để là chỗ dựa tinh thần vững chắc cho học sinh. - Người thầy biết khơinguồn sáng tạo cho học sinh, làm cho học sinh đam mê, luôn quan tâm đến học sinh, động viên kịp thờivà chỉ bảo ân cần. - Cần nắm được những điểm mạnh, điểm yếu của từng học sinh để kịp thời uốn nắnbổ sung. Có thể cho thêm bài riêng để luyện khắc phục các điểm yếu của học sinh. - Giáo viên bồi dưỡngđội tuyển cần thường xuyên đọc tài liệu tụ nâng cao trình độ để đáp ứng được với yêu cầu công việc đòihỏi ngày càng cao này. Mặt khác hiểu biết của học sinh ngày càng rộng, người giáo viên cần có trình độhiểu biết sâu và rộng mới có sức thuyết phục với đối tượng học sinh giỏi. III. MỘT SỐ ĐỀ XUẤT - Cóchế độ đãi ngộ với học sinh đạt giải: + Học sinh có giải quốc gia được vào thẳng đại học vì rất xứngđáng. + Học sinh có giải quốc tế được cấp học bổng, được học ở các trường có uy tín ở nước ngoài. - Cóchế độ ưu đãi với các giáo viên dạy chuyên và giáo viên lãnh đội có giải cao + Bồi dưỡng thù lao chogiáo viên xứng đáng với công sức và sự đầu tư chất xám. + Động viên khuyến khích kịp thời với giáoviên có học sinh đi thi quốc tế như một xuất quan sát viên do kinh phí của Bộ (một nửa) và của tỉnhthành phố (một nửa) - Nội dung thi chọn học sinh giỏi Quốc gia cần có giới hạn để giáo viên và học sinhcó định hướng trong việc bồi dưỡng và ôn luyện. 14

213. 15

214. IV. Kinh nghiệm quản lý và xây dựng đội ngũ giáo viên, đội tuyển học sinh giỏi Hóa học PHÁTTRIỂN CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN HÓA Ở TRƯỜNG PTTH CHUYÊN Trường PTTH chuyênNguyễn Trãi – Hải Dương Việc phát triển chuyên môn của giáo viên hóa nói riêng và giáo viên các mônchuyên nói chung ở trường PTTH chuyên là rất quan trọng và cần thiết, có làm tốt điều đó mới có thểđáp ứng được yêu cầu về chất lượng của các trường chuyên ngày càng được nâng cao hơn, tiếp cận đượcvới chương trình dạy học quốc tế tốt hơn. Trong việc phát triển chuyên môn đối với giáo viên hóa ởtrường chuyên, theo tôi cần phải quan tâm tới các yếu tố sau: I. Yếu tố con người: Việc tuyển chọn giáoviên về trường chuyên góp phần rất quan trọng về chất lượng phát triển chuyên môn bền vững của giáoviên trường PTTH chuyên. Trong đó chúng ta cần qua tâm đến hai tiêu chuẩn quan trọng đó là: 1. Cónăng lực chuyên môn tốt, điều đó có thể dựa trên một số căn cứ sau: - Đã từng là học sinh chuyên hoặchọc sinh giỏi ở trường PTTH. - Kết quả học tập ở ĐH đạt loại khá trở lên - Kết quả tôt nghiệp loại khátrở lên. 2. Có ý thức nghề nghiệp tốt, dựa trên các tiêu chí sau: - Có ý thức trách nhiệm cao, nghiêm túc,chu đáo trong công việc. - Có say mê về chuyên môn. - Có tham vọng về chuyên môn. II. Công tác bồidưỡng chuyên môn Việc bồi dưỡng chuyên môn góp phần rất quan trọng trong việc nâng cao năng lựcchuyên môn của các giáo viên nói chung và đặc biệt cần thiết đối với giáo viên của các môn chuyên nóiriêng. Việc bồi dưỡng chuyên môn phải kết hợp nhiều phương pháp đồng thời sau đây: 1. Việc tự học, tự

bồi dưỡng: Một trong những yêu cầu quan trọng đối với giáo viên chuyên là phải biết tự học, tự bồidưỡng cho bản thân. Việc đó có thể diễn ra thường xuyên và phù hợp theo điều kiện cụ thể của từngngười. Nguồn tài liệu để tự bồi dược là các tài liệu tham khảo, các đề thi HSG quốc gia, quốc tế cácnăm, các đề thi của ác trường bạn, các chuyên đề của đồng nghiệp,… 2. Thảo luận chuyên môn thườngxuyên theo sinh hoạt tổ chuyên môn hàng tháng: a. Hình thức này có thể đạt được các mục tiêu sau: -Cùng nhau giải quyết kịp thời các vướng mắc gặp phải trong quá trình giảng dạy về kiến thức cũng nhưphương pháp giảng dạy. - Tự bổ xung cho nhau để cùng nâng cao năng lực về chuyên môn và nghiệp vụ.- Cùng nhau xây dựng ra một chương trình chi tiết, chung về mỗi phần, từng nội dung cần thiết đối vớimỗi khối lớp, từng chuyên đề trong giảng dạy và ôn tập. b. Về nội dung nên có hai phần: - Nội dung giảiquyết các vướng mắc gặp phải trong quá trình dạy học. - Nội dung theo kế hoạch: đó là những chuyên đềcần được thảo luận đã lên kế hoạch từ trước, đã phân công người chuẩn bị và báo cáo. 3. Bồi dưỡngchuyên môn định kì: Hình thức này phải do Bộ giáo dục tổ chức định kì hàng năm a. Về thời gian vàhình thức tổ chức - Nên tổ chức mỗi năm một lần và tổ chức theo khu vực để thuận tiện trong việc đilại, hạn chế tốn kém về thời gian và kinh phí. - Thời gian nên bố trí vào dịp hè, khoảng cuối tháng 7,đầu tháng 8 hàng năm. - Nên gửi nội dung báo cáo chuyên đề về cho giáo viên các trường nghiên cứutrước thi chất lượng đợt hội thảo sẽ cao hơn. 16

215. b. Về nội dung - Cần bồi dưỡng những phần kiến thức chuyên sâu cả về lí thuyết và những bài tậpcụ thể (ví dụ bài tập về phóng xạ, nhiệt động học, động học, một số cơ chế mới khó trong hóa hữu cơ,các sự chuyển vị trong phản ứng hữu cơ,…). - Cần bồi dưỡng những kĩ năng cần thết trong các bài thựchành dạng thi HSG Quốc gia và quốc tế yêu cầu. - Trao đổ thảo luận về các kinh nghiệm giảng dạy vàbồi dưỡng học sinh giỏi. Trong các nội dung trên thi phần bồi dương các kiến thức chuyên sâu nên mớicác chuyên gi đầu ngành và những người tham gia ra đề thi HSG hàng năm để có thể phân tích đượcmức độ , yêu cầu về kiến thức đối với đề thi, về cách thức trình bày khi làm bài. III. Về cơ sở vật chấtĐể nâng cao công tác phát triển chuyên môn của giáo viên hóa học ở các trường PTTH chuyên thì phầnđầu tư cơ sở vật chất đồng bộ với nó rất cần thiết và quan trọng. 1. Hàng tháng, Bộ giáo dục có thể pháthành các tài liệu dưới dạng chuyên đề chuyên sâu hay những vấn đề mới được cập nhật phát về cáctrường làm cơ sở cho giáo viên tự nghiên cứu. 2. Bộ giáo dục cần phải xây dựng và công bố hệ thốngcác dạng bài thực hành cho chương trình chuyên hóa về các trường PTTH chuyên. 3. Bộ giáo dục cầnphải trang bị đồng bộ hệ thống các thiêt bị và hóa chất chuẩn về các trường. Chỉ khi đó mới có thể đápứng được cho việc thi học sinh giỏi về phần thức hành, khi đó giáo viên chuyên hóa mới có cơ sở để rènluyện kĩ năng thực hành và dạy thực hành cho học sinh giỏi, Chất lượng của giáo viên được nâng cao,chất lượng giảng dạy sẽ tốt hơn. Trên đây là một số ý kiến chủ quan của chúng tôi về công tác phát triểnchuyên môn giáo viên hóa ở các trường chuyên. 17

216. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC, KẾT QUẢ THI HSG QUỐC GIA,QUỐC TẾ CỦA TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU, NGHỆ AN GIAI ĐOẠN 2006 – 2011I. TÌNH HÌNH NHÀ TRƯỜNG Cán bộ giáo viên: 102 Giáo viên: 89 CBCNV: 13 Nữ: 69 Đảng viên: 48Thạc sỹ: 70 Đang học Thạc sỹ: 04 Tiến sỹ: 01 (Toán) Nghiên cứu sinh Tiến sỹ: 03 (Hóa, Văn Toán)Trường có 33 lớp với 11 môn chuyên: Toán, Tin, Lý, Hóa, Sinh, Văn, Sử, Địa, Anh, Pháp, Nga. II.NHỮNG GIẢI PHÁP 1. Xây dựng đội ngũ: - Xây dựng đội ngũ đủ về số lượng, đảm bảo chất lượng:tiếp nhận sinh viên khá giỏi, điều giáo viên giỏi, bồi dưỡng giáo viên tại chỗ: 63 Thạc sỹ, 07 giáo viênđang đi học Thạc sỹ. - Xây dựng mối quan hệ làm việc, đảm bảo các yêu cầu: kế thừa, cộng sự, tâmhuyết, đổi mới phương pháp (Nhóm Toán, nhóm Tin, nhóm Tin, nhóm Lý, nhóm Sinh, nhóm Văn,nhóm Sử-Địa, Ngoại ngữ). - Đặc biệt bồi dưỡng giáo viên trẻ đáp ứng yêu cầu Bồi dưỡng HSG dự thiQuốc tế: Nhóm Tin, nhóm Lý, nhóm Toán, nhóm Ngoại ngữ, nhóm Văn, nhóm Hóa. 2. Khai thác tiềmnăng học trò: - Ổn định địa bàn tuyển sinh trong toàn Tỉnh, chọn đúng học sinh giỏi vào học tại trường:các học sinh có năng khiếu thực sự tại các huyện đều thi đậu và về học tại trường: Con Cuông, Anh Sơn,Quỳ Hợp, Nghĩa Đàn, Đô Lương, Yên Thành, Diễn Châu, Quỳnh Lưu, Thanh Chương.... - Chọn đúnghọc sinh xuất sắc dự thi HSG Quốc gia, Quốc tế. - Khơi dậy năng lực tự học, sự đam mê sáng tạo họctập trong học sinh, khuyến khích học sinh nghiên cứu khoa học, viết bài đăng tạp chí, tổ chức các câu lạcbộ,... 3. Trên nền giáo dục toàn diện, phát hiện và bồi dưỡng học sinh có năng khiếu - Đảm bảo thựchiện chương trình SGK phổ thông: + Từ A1 đến A5: Ban khoa học tự nhiên + Từ C1 đến C6: Ban cơbản. - Xây dựng bộ tài liệu bồi dưỡng theo yêu cầu của chương trình chuyên. - Kết hợp hài hòa lịch bồidưỡng học sinh giỏi và bồi dưỡng nâng cao môn thi ĐH để đảm bảo quyền lợi và ổn định tinh thần, tâmlý học sinh: Kết quả thi đại học của học sinh giỏi Quốc gia là rất cao. 4. Xây dựng các điều kiện phục vụdạy và học: - Cở sở vật chất: phòng học, Thư viện, Sân chơi, bãi tập... - Tạo sự liên kết gia đình, nhà

trường và xã hội trong động viên, tổ chức, khen thưởng giáo viên và học sinh. - Làm tốt công tác thôngtin tuyên truyền. - Đảm bảo các chính sách chế độ, ngoài quy định thưởng của Bộ, nhà trường có mứcthưởng cao: 50 triệu đồng cho Huy chương vàng Quốc tế, 15 triệu đồng cho huy chương đồng khu vực.+ Học sinh: 800 suất học bổng cho học sinh, nhà nội trú cho học sinh. + Giáo viên: Được cấp kinh phí đivề nếu có học sinh dự thi Quốc tế; Được thưởng như học sinh. - Đã có dự án trường chuyên giai đoạn2010 – 2020. 5. Làm tốt công tác tôn vinh, đãi ngộ giáo viên và học sinh có thành tích: - Đối với giáoviên: Làm tốt các khâu: bồi dưỡng, sự dụng, đãi ngỗ, tôn vinh. - Đối với học sinh: Phân mức học bổngkhen thưởng kịp thời. 18

217. III. Năm học 2006-2007 2007-2008 2008-2009 2009-2010 2010-2011 Tổng KẾT QUẢ HỌC SINHGIỎI QUỐC GIA, KHU VỰC, QUỐC TẾ CỦA TRƯỜNG THPT CHUYÊN PHAN BỘI CHÂU GIAIĐOẠN 2006 – 2011. Số dự thi Số đạt giải Tỷ lệ Giải nhất Giải nhì Giải ba Giải KK 66 49 74.2% 16 2013 66 49 74.2% 2 13 20 14 66 55 83.3% 2 12 27 14 66 63 95.4% 6 15 27 15 66 59 89.4% 3 15 27 14275 13 71 121 70 Năm 2006: em Phan Hữu Thành đạt Huy chương Đồng môn Vật Lý Quốc tế. Năm2007: em Nguyễn Tất Nghĩa đạt Huy chương Vàng Vật lý Quốc tế. Năm 2008: em Nguyễn Tất Nghĩađạt Huy chương Vàng Vật lý Quốc tế, huy chương Vàng Olympic Vật Lý Châu Á. Năm 2010: emNguyễn Trung Hưng được tặng Bằng khen Olympic Vật Lý Châu Á. Em Hồ Sỹ Việt Anh và em NguyễnCảnh Toàn dự thi Olympic Tin học Quốc tế tại Canada. Năm 2011: hai em Nguyễn Trung Hưng và enNguyễn Huy Hoàng đạt Huy chương Đồng Vật Lý Châu Á, hai em Nguyễn Huy Hoàng và Nguyễn ĐìnhHội dự thi Olympic Vật Lý Quốc tế tại Thái Lan tháng 7/2011. IV. KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT - Cung cấpđề cương hướng dẫn công tác bồi dưỡng HSG khu vực, Quốc tế. - Duy trì bồi dưỡng, tập huấn giáo viêndạy môn chuyên. - Chế độ chính sách: đưa vào hệ số lương tối thiểu tương đương Phó Hiệu trưởng chogiáo viên dạy môn chuyên. - Tập huấn Giáo viên dạy Ngoại ngữ trong và ngoài nước (Kinh phí từ dự ánvà ngân sách địa phương). 19

218. V. Đổi mới kiểm tra đánh giá môn Hóa học trong trường THPT chuyên ĐỔI MỚI KIỂM TRAĐÁNH GIÁ MÔN HOÁ TRONG TRƯỜNG THPT CHUYÊN Trường THPT chuyên Hùng Vương –Phú Thọ I. Tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp kiểm tra đánh giá môn hoá trong trườngchuyên. Kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh là một vấn đề khó , phức tạp về phương phápdạy học. Nó có nhiệm vụ làm rõ tình hình lĩnh hội kiến thức, sự thành thạo về kĩ năng, kĩ xảo của họcsinh, bổ sung, làm sâu sắc , củng cố hệ thống hoá , khái quát hoá kiến thức đã học, chuẩn bị cho việc tiếptục nắm vững kiến thức mới - Nó còn giúp cho việc đánh giá, việc giảng dạy và học sinh tự đánh giáviệc học tập của mình. Qua việc kiểm tra, giáo viên sẽ nhận thấy những thành công và những vấn đề cầnđược rút kinh nghiệm trong giảng dạy, hiểu rõ mức độ kiến thức và kĩ năng của học sinh để từ đó cónhững biện pháp sư phạm nhằm nâng cao chất lượng dạy học. Vì vậy, cần xác định đúng những quanđiểm về kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh- tức là trong mỗi chúng ta là những người giáoviên đứng trên bục giảng cần xác định rõ: Thứ nhất: Kiểm tra đánh giá là một khâu không thể thiếu đượccủa quá trình dạy học là biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học. Thứ 2: Kiểm tra và đánhgiá là công việc không chỉ của giáo viên mà cả học sinh, giáo viên kiểm tra và đánh giá kết quả học tậpcủa học sinh , học sinh tự kiểm tra và đánh giá việc học tập của mình và kiểm tra đánh giá lẫn nhau. Đốivới học sinh việc tự kiểm tra và đánh giá góp phần tích cực vào việc phát triển tư duy và việc tự học củahọc sinh. Thứ 3: Kiểm tra và đánh giá kết quả học tập của học sinh là trách nhiệm của giáo viên và họcsinh nên trong quá trình này, mối quan hệ giữa giáo viên và học sinh được tiến hành một cách bìnhthường , không căng thẳng nhằm đạt được những yêu cầu về chất lượng học tập về tính tự giác , độc lậpsáng tạo của học sinh , về sự trung thực trong việc đánh giá kết quả giảng dạy học tập. Thứ 4: Việc kiểmtra đánh giá học sinh chuyên còn nhằm mục đích phát hiện những học sinh có năng khiếu để bồi dưỡngthành học sinh gỏi các cấp. Nói tóm lại : Kiểm tra và đánh giá kết quả học tập nhằm giúp học sinh nắmvững nội dung và kiểm soát mức độ nắm vững nội dung ( mức độ lĩnh hội kiến thức và rèn luyện kỹnăng và rèn luyện đạo đức , tư tưởng chính trị). Qua đó giúp giáo viên thúc đẩy đổi mới phương phápdạy học nhằm nâng cao chất lượng phát hiện được những học sinh có năng khiếu . II. Thực trạng việckiểm tra và đánh giá của bộ Hoá ở trường chuyên. - Trong kiểm tra miệng: Giáo viên chỉ gọi một họcsinh lên bảng trả lời câu hỏi như vậy chỉ tập trung vào học sinh trên bảng, đánh giá được rất ít học sinh ,học sinh dưới lớp mất trật tự, không chú ý. Trong kiểm tra viết: Giáo viên chưa chú trọng việc ôn tậpcho học sinh phần trọng tâm của từng bài,từng phần hay từng chương. Đề ra chưa đáp ứng các yêu cầucủa học sinh chuyên, chưa đạt được độ khó cần thiết, chưa đạt độ phân hoá học sinh, chưa chú ý đến khảnăng tư duy độc lập tạo hứng thú học tập cho học sinh. Ch ưa có câu hỏi kểm tra liên quan đến vấn đềthực nhgiệm Giáo viên chưa hướng dẫn và tạo điều kiện để học sinh tham gia vào việc kiểm tra đánh giá

một cách chủ động để tạo hứng thú học tập. 20

219. III. Những ý kiến của bản thân về đổi mới kiểm tra đánh giá để thúc đẩy đổi mới phương pháp dạyhọc: Dựa trên những điều mình đã làm, đang làm, sự học hỏi ở bạn bè đồng nghiệp, tôi xin đưa ra mộtvài ý kiến nhỏ để thực hiện việc đổi mới kiểm tra đánh giá mụn hoỏ trong trường chuyên 1. Trong kiểmtra miệng đầu giờ: - Sau mỗi bài học cần có sự khắc sâu giúp học sinh nắm chắc kiến thức trọng tâm củabài đó, qua đó học sinh sẽ nhận biết được phải học gì ở nhà. Nếu có thể nên nêu ra trước câu hỏi, khôngnên kiểm tra bất kì một phần nào mình thích mà không nằm trong trọng tâm của bài học. - Vận dụnglinh hoạt một số hình thức kiểm tra miệng thực sự lôi cuốn học sinh trong lớp và đánh giá được nhiềuhọc sinh nhất. Ngoài mục đích kiểm tra việc nắm vững kiến thức của các em, phải một lần nữa khăc sâuthêm kiến thức trọng tâm của bài cũ cho học sinh. + Kiểm tra một học sinh yêu cầu cả lớp lắng nghe, sauđó gọi một số học sinh nhận xét phần trả lời của bạn trên bảng và giáo viên nhận xét cho điểm xứngđáng đối với phần nhận xét của học sinh. Cách làm này sẽ lôi cuốn được học sinh cả lớp hăng hái lắngnghe, hăng hái phát biểu nhận xét để có điểm tốt, mặt khác giáo viên có thể kiểm tra nhanh được nhiềuhọc sinh, đồng thời củng cố khắc sâu kiến thức cũ. + Kết hợp với vấn đáp một học sinh với 1,2 học sinhlên làm thực nghiệm cả lớp quan sát nhận xét hiện tượng. - Trong quá trình dạy học giáo viên nên đưa ranhững câu hỏi có chất lượng yêu cầu học sinh phải dựa trên kiến thức cũ kết hợp với kiến thức mới đểtrả lời câu hỏi. Ngoài ra giáo viên nên kiểm tra việc chuẩn bị bài mới của học sinh( như chia chuyên đềcho từng nhóm học sinh nghiên cứu, giáo viên giao cho nhóm trưởng trực tiếp kiểm tra giám sát còngiáo viên là người chỉ đạo...) và kịp thời có điểm trưởng để động viên các em. 2. Trong kiểm tra viếtnhất là bài kiểm tra 1 tiết: a. Trong khâu ôn tập: Giáo viên phải giới hạn phần trọng tâm ôn tập cho họcsinh bằng các câu hỏi hoặc các chủ đề lớn để học sinh có thể ôn tập tốt. Giáo viên phải xác định rằngkhông những ôn tập ở các tiết của phân phối chương trình mà việc ôn tập phải được tiến hành ngay trongtừng tiết học của bài mới, trong việc tự nghiên cứu khoa học ở nhà. 3Trong khâu ra đề: - Việc ra đềkiểm tra đóng một vai trò hết sức quan trọng, tác động trực tiếp và tức thời đến nội dung, phương phápdạy học của cả thầy và trò- chất lượng của việc kiểm tra- đánh giá phụ thuộc rất lớn vào việc thiết kế đềthi, đáp án và biểu điểm. Do đó việc ra đề thi phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản sau đây: + Đề kiểmtra phải đạt độ khó cần thiết, phải đạt được độ phân hoá học sinh + Đề kiểm tra phải có tích thực tiển, cócâu hỏi liên quan đến thực hành. + Đề kiểm tra phải chú ý đến khả năng tư duy độc lập, tạo hứng thúhọc tập cho học sinh. - Sử dụng nhiều dạng đề khác nhau, áp dụng các hình thức kiểm tra khoa học tiêntiến. Do đó, để làm tốt khâu ra đề thì người giáo viên cần phải đưa ra một số quyết định trước khi đặtbút ra đề là cần khảo sát gì ở học sinh? đặt phần quan trọng vào những phần nào của môn học và vàomục tiêu nào? cần phải trình bày các câu hỏi dưới hình thức nào? mức độ khó hay dễ. 4. Trong khâu coikiểm tra: - Giáo viên phải coi chặt chẽ, chính xác bảo đảm đánh giá khách quan, công bằng. - Thu bài vàđánh giá nhận xét thật khách quan tinh thần, thái độ của học sinh trong quá trình làm bài phải tuyêndương, phê bình thẳng thắn để tạo cho học sinh có ý thức tốt trong quá trình kiểm tra đánh giá. 5. Trongkhâu chấm chữa: - Trong chấm bài phải xây dựng đáp án chi tiết đến 0,25điểm và phải tìm ý để thưởngđiểm. - Phải có phần nhận xét vào bài làm của học sinh. - Sau mỗi lần kiểm tra giáo viên nên cố gắng trảbài trong thời gian sớm nhất, nhất thiết phải giành thời gian để nhận xét một cách chi tiết bài làm của họcsinh, phần nhận xét của giáo viên phải bao gồm nội dung kiến thức, phương pháp làm bài, hình thức củabài làm, vì qua những nhận xét đó học sinh tự đánh giá được bản thân từ đó rút ra bài học để có cáchhọc, cách làm bài tốt hơn về sau. 21

220. - Ngoài ra giáo viên còn có thể sử dụng phương pháp hướng dẫn và tạo điều kiện để học sinh có thểtham gia vào kiểm tra đánh giá một cách chủ động bằng cách giáo viên xác định và phổ biến tiêu chíđánh giá, cung cấp cho học sinh đáp án, biểu điểm, hướng dẫn cho các em cách tự đánh giá kết quả bàikiểm tra, và cũng có thể tổ chức cho học sinh chấm chéo bài và có sự giám sát của giáo viên. IV. Kiếnnghị của bản thân: - Có phòng học riêng cho bộ môn hoá học. - Có đầy đủ các loại hoá chất và dụng cụthí nghiệm. - Ra ngân hàng đề, đáp án cho các trường để việc kiểm tra, đánh giá được đồng bộ. - Có kếhoạch bồi dưỡng thường xuyên hơn nữa đối với đội ngũ giáo viên. - Có hình thức khuyến khích khenthưởng để động viên khích lệ các em học sinh chuyên tham gia nghiên cứu khoa học. Trên đây là nhữngkinh nghiệm của riêng bản thân tôi, chắc chắn còn nhiều hạn chế và thiếu sót. Kính mong được sự đónggóp, bổ sung, sửa chữa của quý thầy cô giáo để bản tham luận được hoàn chỉnh hơn. Xin chân thành cảmơn! 22

221. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VÀ KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ Môn HÓA HỌC Trường THPT chuyênNguyễn Bỉnh Khiêm - Quảng Nam Qua nhiều năm tổ chức và dạy bộ môn chuyên Hóa tại trường THPT

chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm tỉnh Quảng Nam, chúng tôi xin được trình bày những suy nghĩ và cách thứctổ chức dạy và học môn Hóa học trong trường chuyên. I/ Đối tượng học sinh vào học lớp chuyên HóaNhững học sinh này được trúng tuyển hàng năm vào lớp 10 chuyên Hóa của trường chuyên thường là cáchọc sinh học giỏi có ham thích bộ môn Hóa bao gồm: - Các học sinh có điều kiện kinh tế gia đình khá,gia đình chăm lo việc học tập của các con, muốn con vào trường chuyên để ổn định việc học và cóhướng cho con vào các trường đại học có chất lượng cao; - Các học sinh có ham thích bộ môn Hóanhưng chủ yếu học để lo phục vụ cho việc vào các trường đại học mà mình yêu thích; - Các học sinh họcgiỏi đam mê bộ môn Hóa. II/ Cách tổ chức dạy và kiểm tra các lớp chuyên Hóa - Các lớp 10, 11, 12chuyên Hóa được phân học theo thời khóa biểu chính khóa 4 tiết /tuần. Giáo viên được phân công dạylớp chuyên dạy theo đúng chương trình chuyên của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Trong dạy chính khóa giáoviên có trách nhiệm trang bị lí thuyết thông qua phương pháp dạy học: lấy học sinh làm trung tâm, nhằmnâng cao trình độ bộ môn chuyên cho học sinh và tạo điều kiện học sinh học đam mê bộ môn Hóa. -Ngoài việc dạy chính khóa chúng tôi phân công giáo viên dạy bồi dưỡng theo chuyên đề: 3 giáo viên dạyhóa đại cương và hóa vô cơ , 3 giáo viên dạy hóa hữu cơ; - Các học sinh lớp 10 học kì I, tất cả học sinhđều học bồi dưỡng, qua học kì II tuyển chọn những học sinh có năng lực chuyên môn khá tốt khoảng50% và cứ phát triển dần qua lớp 11 và 12 với số lượng học sinh giảm dần. - Giáo viên dạy chuyên đềbồi dưỡng lưu ý lấy học sinh làm trung tâm, dạy tạo điều kiện cho học sinh đam mê bộ môn Hóa, mỗichuyên đề dạy: đầu tiên giới thiệu hướng dẫn những kiến thức yêu cầu, sau đó yêu cầu học sinh trình bàyvà tự giải quyết những bài tập lý thuyết và định lượng nếu có, giáo viên chỉ nêu hướng giải quyết và chỉhổ trợ cho học sinh khi học sinh chưa hiểu vấn đề. Sau mỗi chuyên đề yêu cầu học sinh trình bày nhữnghiểu biết của mình thông qua một hệ thống câu hỏi mà giáo viên yêu cầu. - Phương pháp giảng dạy giáoviên cần lưu ý sử dụng hệ thống kiến thức có trên mạng máy tính, những sách bộ môn có liên quan vànhững thí nghiệm liên quan mà phòng thí nghiệm có đầy đủ dụng cụ và hóa chất để phục vụ cho họcsinh. Giáo viên cố gắng giới thiệu các tài liệu có liên quan đến chuyên đề mình dạy để học sinh tự nghiêncứu. Những học sinh đam mê bộ môn được giáo viên giúp đỡ nhiều hơn để học sinh có hướng phấn đấuthực hiện theo niềm ước mơ của cá nhân mình ở các trường đại học và học cao hơn nữa. 23

222. - Hằng năm chọn đội tuyển học sinh dự thi học sinh giỏi cấp quốc gia, lại sử dụng các chuyên đề đãdạy nhưng giáo viên cung cấp kiến thức ngang tầm với đề thi cấp quốc gia. Học sinh trong đội tuyển chủyếu là học sinh lớp 12 và có những học sinh lớp 11 phấn đấu vươn tầm ngang hay giỏi hơn học sinh lớp12. Chính vì vậy, các học sinh khi học lớp 10 xong nếu thấy có khả năng phất triển sớm thì giáo viên chocác em vào học tiếp ở lớp bồi dưỡng học sinh lớp 12. - Sau mỗi chuyên đề giáo viên kiểm tra và đánhgiá từng học sinh bằng bài kiểm tra và khả năng diễn đạt bằng lời của học sinh. III/ Kết quả thực hiệnQua nhiều năm dạy chuyên Hóa ở trường chuyên, chúng tôi thấy rằng không phải mọi học sinh vào họclớp chuyên Hóa đều đạt được theo bộ môn của mình mà tùy mức độ quan tâm của học sinh và gia đìnhhọc sinh đã đạt được theo niềm mơ ước riêng của mình. - Học sinh các lớp 12 chuyên Hóa hằng năm vàocác trường đại học đạt gần 100%; đây là niềm vui của thầy và trò chuyên Hóa và cũng là niềm tin củaphụ huynh học sinh đối với nhà trường. - Hằng năm có khoảng 30% học sinh vào các trường đại họcngành Hóa, đại học Y Dược thuộc các trường đại học trong nước và có cả nước ngoài (chủ yếu làSingapo). Các em thường thuộc loại sinh viên trong nhóm dẫn đầu của ngành học mang lại niềm say mêvà niềm tin cho các học sinh những lớp đi sau. 24

223. ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN THI HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA LỚP 12 THPT (kèm theo Matrận Đề và Hướng dẫn giải) Trường THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hóa MA TRẬN ĐỀ THI VÒNG1: VÔ CƠ ĐẠI CƯƠNG Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Nội dung Cấu tạonguyên tử, BHTTH và liên kết hoá học Cân bẳng hoá học Động học Nhiệt hoá học Hoá học phân tích(nhận biết, pin điện hoá và sự điện phân) TỔNG Mức độ kiến thức và thang điểm Thông hiểu Vận dụng2,0 điểm 2,0 điểm Tổng điểm 4,0 điểm 2,0 điểm 1,0 điểm 1,0 điểm 3,0 điểm 3,0 điểm 2,0 điểm 1,0điểm 3,0 điểm 5,0 điểm 3,0 điểm 2,0 điểm 6,0 điểm 9,0 điểm 11,0 điểm 20 điểm MA TRẬN ĐỀ THIVÒNG 2: HOÁ HỌC HỮU CƠ Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian giao đề) Nội dung Đạicương hoá học hữa cơ (tính chất vật lí, cấu trúc các chất, cơ chế phản ứng….) Tổng hợp chất hữu cơ(ancol, hợp chất cacbonyl, axit cacboxylic, este) Amin-Aminoaxit-Protein Cacbohiđrat TỔNG Mức độkiến thức và thang điểm Thông hiểu Vận dụng 2,0 điểm 2,0 điểm Tổng điểm 4,0 điểm 3,0 điểm 4,0điểm 7,0 điểm 2,0 điểm 2,0 điểm 9,0 điểm 2,5 điểm 2,5 điểm 11,0 điểm 4,5 điểm 4,5 điểm 20 điểm 25

224. ĐỀ THI HÓA HỌC VÔ CƠ VÀ ĐẠI CƯƠNG Thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời giangiao đề) Câu 1 ( 3 điểm) 1.Các nguyên tử C, N, O có thể sắp xếp theo ba thứ tự khác nhau để tạo ra ba

anion CNO -, CONvà NCOa. Viết công thức Lewis cho các cách sắp xếp nguyên tử như trên. b. Vớicách sắp xếp trên hãy: i. Tìm điện tích hình thức của mỗi nguyên tử. ii. Sắp xếp độ bền của ba aniontrên. Giải thích? 2. So sánh và giải thích bán kính của các nguyên tử và ion sau: Cs+, As, F, Al, I-, N 3.Dựa vào cấu tạo hãy so sánh độ dài liên kết B-F trong phân tử BF3 và trong ion BF4 . Câu 2 (2,5 điểm)Người ta có thể điều chế hiđro rất tinh khiết từ metan và hơi nước (đây là một quá trình cân bằng).Trongquá trình này cacbon oxit được sinh ra và có thể phản ứng với hơi nước ở bước tiếp theo. 1. Viết cácphương trình phản ứng xảy ra trong quá trình điều chế hiđro từ metan và hơi nước. 2. Cho các số liệuthực nghiệm sau để tính K p. Biết ở 1000C nước ở trạng thái hơi và đơn vị áp suất là bar. Giả sử ∆H0 và∆S0 không đổi trong khoảng nhiệt độ từ 298K đến 373K H2 H2O CO CH4 0 ∆H (kJ/mol) 0 -242 -111-75 0 ∆S (kJ/mol.K) 0,131 0,189 0,198 0,186 Cp (kJ/mol.K) 0,029 0,034 0,029 0,036 Trong bình phảnứng có chứa 6,40kg CH 4, 7,2kg H2O, 11,2kg CO, 2,4kg H2 ở 1000C. Dung tích bình V=3,00m3. 3.Cho biết chiều dịch chuyển cân bằng của phản ứng tại thời điểm trên. Metan và hiđro đem trộn với tỉ lệ1:1 và cho vào một bình kín, đun nóng đến 900 0C. Với chất xúc tác phản ứng đạt nhanh tới trạng tháicân bằng với áp suất chung là 20 bar. 4. Tính Kp ở 9000C (giả sử Cp không phụ thuộc vào nhiệt độ) 5.Tính phần trăm CH4 đã phản ứng ở 9000C. Câu 3(3 điểm) Cho giản đồ thế khử chuẩn của Mn trong môitrường axit: ? +2,27V +0,95V ? 2MnO-4 MnO 4 MnO 2 Mn 3+ Mn 2+ → →→ → +1,7V +1,23V - 2- 1. Tính thế khử chuẩn của cặp: MnO 4 /MnO 4 và Mn 3+ /Mn 2 + 2. Hãy chobiết các tiểu phân nào không bền với sự dị phân. Hãy tính hằng số cân bằng của các phản ứng dị phânđó. Câu 4 (4,5 điểm) 1. a. Hãy biểu diễn sơ đồ pin, tính sức điện động của pin và viết phương trình phảnứng xảy ra trong pin (khi pin hoạt động) được tạo thành từ các cặp điện cực Fe3+ /Fe 2+ và Cu 2+ /Cu ởđiều kiện tiêu chuẩn. b. Tính nồng độ các ion còn lại trong dung dịch khi pin ngừng hoạt động. Giả sửnồng độ ban đầu của ion có trong dung dịch làm điện cực pin đều bằng 0,010M (Bỏ qua quá trình thuỷphân của các ion). c. Sức điện động của pin sẽ thay đỏi thế nào nếu: i. Thêm vào dung dịch ở cực đồng:- Dung dịch KI. - Dung dịch NH3. ii. Thêm vào dung dịch ở cực chứa Fe3+: - KMnO4 trong môitrường axit. 26

225. - Dung dịch NaF. - Dung dịch NaOH. 0 0 0 0 Cho E Fe3+ /Fe2+ =0,771V , E Fe2+ /Fe = -0,440V, E Cu 2+ /Cu =0,337V , E Cu + /Cu =0,521V , RT =0,059 tại F 250C K s,Fe(OH)3 =10-37 Ks,Fe(OH)2 =10-15,1 2. Axit butanoic là một đơn axit có K a=1,51.10-5. Một mẫu 35,00ml dung dịchaxit butanoic nồng độ 0,500M được chuẩn độ bởi dung dịch KOH nồng độ 0,200M. a. Tính nồng độ ionH+ trong dung dịch axit butanoic ban đầu. b. Tính pH của dung dịch thu được sau khi thêm 10,00mldung dịch KOH. c. Xác định thể tích dung dịch KOH cần cho vào đến điểm tương đương của quá trìnhchuẩn độ. d. Tính pH tại điểm tương đương. Cho Kw = 10-14 Câu 5(3 điểm) Cho phản ứng: 2N2O5(k)→ 4NO2(k) + O2(k) Giá trị tốc độ đầu của N2O5 tại 250C được cho trong bảng dưới đây: [N2O5], M0,150 0,350 0,650 -1 -1 -4 -4 Tốc độ, mol.l .phút 3,42.10 7,98.10 1,48.10-3 1. Hãy viết biểu thức củađịnh luật tốc độ phản ứng cho phản ứng trên và tính hằng số tốc độ phản ứng. Chỉ dẫn cách tính cụ thể.2. Tính thời gian cần để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M. 3. Tốc độ đầu của phản ứngkhi nồng độ N 2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3, mol.l-1.phút-1 tại 400C. Xác định năng lượng hoạt hoácủa phản ứng. 4. Cho biết cơ chế của phản ứng phân huỷ N2O5 theo sơ đồ sau: k1 N2O5 NO2 +NO3 → ' k1 NO2 + NO3 N2O5 → k2 NO2 + NO3 → NO2 + NO + O2 k3 NO + N2O5 →3NO2 Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định đối với NO 3 và NO, hãy thiết lập biểu thức của tốc độ d[N 2O5 ] . dt Câu 6(4 điểm) Bán kính nguyên tử crom được ước lượng là 126pm. Khối lượng riêng của cromlà 7,14g/cm 3. Crom tinh thể có cấu trúc mạng tinh thể lập phương. 1. Xác định kiểu mạng tinh thể củacrom. 2. Axit hoá dung dịch kali cromat dẫn đến sự tạo thành ion đicromat màu cam, sau đó là màu đỏđậm của ion tri và tetracromat. Viết phương trình chuyển hoá và vẽ cấu trúc của những ion đó. 3. Mộtcái hãm xung ô tô cổ được mạ crom. Cái hãm xung này được nhúng vào dung dịch 2Cr2O7 trong môitrường axit làm catot trong một tế bào điện phân. a. Cho biết ở anot xảy ra quá trình oxi hoá nước. Viếtphương trình phản ứng tại các điện cực và phương trình điện phân tổng quát. b. Nếu cường độ dòng điệndùng để điện phân là 10,0A để thu được 52,0 gam crom thì phải mất bao lâu và thu được bao nhiêu moloxi? c. Tại sao crom thường được dùng để mạ trang trí kim loại? Cho Cr=52, Số AvogađroNA=6,022.1023, hằng số Farađay F=96485 C ĐỀ THI HÓA HỌC HỮU CƠ Thời gian làm bài: 180phút (không kể thời gian giao đề) Câu 1(4,0 điểm) 27

226. 1. So sánh nhiệt độ sôi của các chất trong dãy chất sau: H N S H N N N N (1) N (4) (3) (2) 2. Xácđịnh cấu hình tuyệt đối của các nguyên tử cacbon bất đối trong các hợp chất sau: H HOOC H H C HOCH2NHCH 3 C NH 2 H 3C OH CH 2OH HO H O CH(CH 3)2 3. Giải thích: a. Tại sao phản ứng saukhông dùng để tổng hợp tert-butyl propyl ete: CH3CH2CH2ONa + (CH3)3C-Br (CH3)3C-O-

CH2CH2CH3 b. Sản phẩm chính của phản ứng trên là gì? c. Hãy đề nghị phương pháp tổng hợp tert-butyl propyl ete tốt hơn. Câu 2 (3,5 điểm) 1. Từ benzen người ta tổng hợp chất H theo sơ đồ dưới. Hãyhoàn thành sơ đồ phản ứng. +Me CHBr Br /Fe HNO HNO H O 6H t Mg/ete Bezen A B

C D E F G H → → → → → → → → AlCl H SO HBF 2 3 2 3 2 2 40 4 2 2. Hợp chất A phản ứng với PCl3 cho ra B, khử hoá B bằng H2/Pd nhận được benzanđehit. Mặtkhác, cho B tác dụng với NH3 được C, xử lí C với Br2 trong môi trường kiềm được D. Từ B có thểnhận được E bằng cách cho phản ứng với benzen xúc tác AlCl 3. E chuyển thành F khi xử lí vớihyđroxylamin. Trong môi trường axit F chuyển thành G. Viết công thức cấu tạo của những hợp chấttrên. Câu 3 (3,5 điểm) Đốt cháy hoàn toàn 0,125 gam chất A chỉ chứa các nguyên tố C, H, N tạo ra0,172 gam nước và 0,279 gam khí cacbonic. 1. Xác định công thức phân tử, viết các đồng phân cấu tạocủa A biết công thức phân tử trùng với công thức thực nghiệm. 2. Trong các đồng phân của A, đồngphân nào có nhiệt độ sôi cao nhất, đồng phân nào có nhiệt độ sôi thấp nhất? Vì sao? 3. Từ etyl iođua vàcác hoá chất cần thiết khác, viết sơ đồ điều chế đồng phân có nhiệt độ sôi cao nhất của A theo bốnphương pháp khác nhau. Câu 4 (4,5 điểm) 1. Cho ba amino axit sau: H2N-(CH2)4-CH-COOH N COOHH prolin NH2 HOOC-(CH2)2-CH-COOH NH2 lysin axit glutamic Hãy đề nghị giá trị pH để phân táchhỗn hợp các amino axit này bằng phương pháp điện di.Biết pHI của Pro= 6,3, Lys = 9,74 và Glu = 3,082. Hãy qui kết các giá trị pKa 3,15 và 8,23 cho từng nhóm chức trong phân tử đipeptit Gly-Ala. Viếtcông thức cấu tạo của đipeptit này khi ở pH= 4,0 và pH= 11,0. 3. Thuỷ phân hoàn toàn một hexapeptitM thu được Ala, Arg, Gly, Ile, Phe và Tyr. Các peptit E (chứa Phe, Arg) và G (chứa Arg, Ile, Phe)được tạo thành trong số các sản phẩm thuỷ phân không hoàn toàn M. Dùng 2,4-đinitroflobenzen xác địnhđược aminoaxit Ala. Thuỷ phân M nhờ tripsin thu được tripeptit A (chứa Ala, Arg, Tyr) và một chất B.a. Xác định thứ tự liên kết của các amino axit trong M. 28

227. b. Amino axit nào trong các amino axit cấu tạo nên M có pH I lớn nhất và amino axit nào có pH Inhỏ nhất? Giải thích?Biết cấu tạo chung của các amino axit là: H2N-CHR-COOH Amino axit Ala Arg Gly R CH3 (CH2)3NHC(=NH)NH2 Ile Phe Tyr H CH(CH3)C2H5 CH2C6H5 p-HOC6H4CH2 Câu 5(4,5điểm) Hợp chất X là một trisaccarit. Hợp chất X không phản ứng với thuốc thử Benedict cũng nhưkhông đối quang. Thuỷ phân hoàn toàn X xúc tác axit thu được ba đường D-hexozơ khác nhau A, B vàC. Tất cả các hợp chất A, B cũng như hợp chất I (cho dưới đây) đều cho cùng một osazon khi phản ứngvới lượng dư phenylhyđrazin trong môi trường axit. Hợp chất C phản ứng với axit nitric tạo ra hợp chấtD không quang hoạt. Để thiết lập mối quan hệ giữa cấu hình D-glyxeranđehit và C, chất đường CHOanđotreozơ trung gian khi bị oxi hoá bởi axit nitric không tạo thành được một hợp chất meso. Khi Ađược xử lí bởi axit nitric tạo thành axit alđaric có tính HO H quang hoạt. Cả A và B đều phản ứng với 5mol axit HIO 4. A tạo thành 5 mol axit metanoic và 1 mol metanal. Trong khi đó B tạo thành 4 mol axitmetanoic, 1 mol HO H metanal và 1 mol CO2. Cả A và B đều liên quan tới một alđotreozơ, alđotreozơnày là một đồng phân không đối quang của chất mà C có tương quan. Metyl hoá H OH X rồi thuỷ phânkế tiếp tạo thành 2,3,4-tri-O-metyl-D-hexozơ (E) (chuyển hoá từ A); 1,3,4,6-tetra-O-metyl-D-hexozơ(F) (chuyển hoá từ B); 2,3,4,6-tetra-O-metylH OH D-hexozơ (G) (chuyển hoá từ C). 1. Xác định côngthức chiếu Fisher của A, B, C, D. CH2OH 2. Viết đầy đủ công thức chiếu Haworth tương ứng để chỉ rõkích thước vòng và hoá lập thể tuyệt đối của E, F, G. Chất I 3. Viết công thức chiếu Haworth của X.HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HÓA HỌC VÔ CƠ VÀ ĐẠI CƯƠNG Câu 1 (3,0 điểm) 1. (2 điểm) a. (1điểm) Viết công thức Lewis cho Ba anion CNO-, CON- và NCOC N O C O b. (1 điểm) i. (0,5 điểm)Điện tích hình thức của mỗi nguyên tử. C N O C O N N - N C O N C O - - -1 +1 -1 -1 +2 -2 0 0 -1 ii.(0,5 điểm) Ion NCO- bền nhất vì điện tích hình thức nhỏ nhất. Ion CON- kém bền nhất vì điện tích hìnhthức lớn nhất. 2. (0,5 điểm) Bán kính của các nguyên tử và ion: Cs+< I->As>Al> N>F Nguyên tử Al cóbán kính lớn hơn nguyên tử F do nguyên tử Al nằm ở chu kì dưới và bên trái nguyên tử F trongBHTTH. As có bán kính lớn hơn nguyên tử Al do As thuộc chù kì dưới. Cs+ và I- có cùng cấu hìnhelectron, nhưng anion có kích thước lớn hơn anion nên kích thước I - > Cs+ I- > As do I nằm ở chu kìdưới so với As trong BTTH. 29

228. N >F do N nằm ở bên trái F trong cùng một chu kì. Kết luận: Kích thước nguyên tử F là nhỏ nhất,kích thước ion I - là lớn nhất, ngoại trừ Cs+. Chúng ta có thể sắp xếp theo chiều giảm kích thước nhưsau: Cs+< I->As>Al> N>F, và Cs+< I3. (0,5 điểm) So sánh độ dài liên kết B-F trong phân tử BF3 vàtrong ion BF4 . - Độ dài liên kết B-F trong phân tử BF 3 ngắn hơn trong ion BF4 vì trong phân tử BF3liên kết B-F có một phần liên kết π bổ trợ nhờ sự xen phủ của một trong 3 obital p của 3 nguyên tử F vớiobital p trống của nguyên tử B, do đó liên kết B-F trong phân tử BF 3 mang một phần tính chất của liênkết kép. Trong ion BF4 liên kết B-F thuần tuý là liên kết đơn. F F B F _ F F B F . F Câu 2 (2,5 điểm) 1.

(0,5 điểm) Mỗi phương trình víêt đúng đựơc 0,25 điểm Phương trình phản ứng xảy ra trong quá trìnhđiều chế hiđro từ metan và hơi nước. CH4(k) + H2O(k) → CO(k) + 3H2(k) COk) + H2O(k) → CO2(k)+ H2(k) 2. (0,5 điểm) Kp ở 1000C 0 ΔH 0 =ΔH373 =-111+242+75=206(kJ) 298 0 ΔS0 =ΔS373=3.0,131+0,198-0,186-0,189=0,216(kJ/K) 298 ΔG 0 =206 − 373.0, 216 = 125, 432(kJ) 298 K p =e-125432/8,314.373 =2,716.10-8 (p:bar) 3. (0,5 điểm) Chiều dịch chuyển cân bằng của phản ứng. Phầnmol của từng khí: ∑ n = 2400 mol n(H2) = 1200 mol n(H2O) = n(CO) = n(CO2) = 400 mol x(H2) = 0,5x(H2O) = x(CO) = x(CO2) = 0,167 nRT 2400.8,314.373 = =2,48.106 hay P=24,8 bar Áp suất chung củahệ: P= V 3 p(H2) = 12,4 bar p(H2O) = p(CO) = p(CO2) = 4,133 bar 3 12,4 .4,133 Q= =461,317>Kp(373) =2,74.10-8 2 4,133 Q 461,317 0 =1,44.105 (J) Hay ΔG=ΔG +RTlnQ=RTln =8,314.373.ln -18 K2,74.10 Cân bằng chuyển dịch sang trái. 4. (0,5 điểm) Kp ở 9000C Cp = 3.0,029 + 0.029 – 0,036 –0,034 = 0,046 (kJ/mol) 0 ΔH1173 =206+(1173-298).0,046=246.25(kJ) 1173 0 ΔS1173 =0,216+0,046ln=0,279(kJ/K) 298 0 ΔG1173 =246,25-1173.0,279 = −81, 017(kJ) K p =e-81017/8,314.1173 =4054(bar)30

229. 5. (0,5 điểm) Tính phần trăm CH4 đã phản ứng ở 9000C. CH4 + H2O → 0 n 1 1 CB 1-x 1-x 1-x 1-x .20 .20 pi 2+2x 2+2x 3 PCO .PH2 Kp = =4054 PCH 4 .PH2O H2 + 0 3x 3x .20 2+2x CO 0 x x .202+2x x = 0,7419 Phần trăm CH4 đã phản ứng ở 9000C là 74,2% Câu 3(3,0 điểm) Giản đồ thế khử chuẩncủa Mn trong môi trường axit: +2,27V +0,95V MnO-4 +0,56V → MnO 2- MnO 2

Mn 3+ +1,5 Mn 2+ → → V→ 4 +1,7V +1,23V 1. (1,0 điểm). Mỗi cặp oxi hoá khửtính đúng được 0,5 điểm. 2Thế khử chuẩn của cặp: MnO 4 /MnO 4 và Mn 3+ /Mn 2 + ˆ ˆ MnO 2- +4H+ +2e ‡ ˆˆ † MnO 2 +2H 2 O (1) 4 ˆ ˆ MnO -4 +4H + +3e ‡ ˆˆ † MnO 2 +2H 2O (2) 2 ˆ ˆ Lấy (2) trừ(1) ta có: MnO-4 +e ‡ ˆˆ † MnO 4− (3) 0 0 ΔG 3 =ΔG 0 -ΔG1 2 0 0 -FE 3 =-3FE 0 -(-2FE1 ) 2 0 E 3=+0,56V ˆ ˆ MnO 2 +e+4H + ‡ ˆˆ † Mn 3+ +2H 2 O (4) ˆ ˆ MnO 2 +2e+4H + ‡ ˆˆ † Mn 2+ +2H 2 O (5)ˆ ˆ Lấy (5) trừ (4) ta có: Mn 3+ +e ‡ ˆˆ † Mn 2+ (6) 0 0 ΔG 6 =ΔG 5 -ΔG 0 4 0 -FE 0 =-2FE 5 -(-FE 0) 6 4 E 0 =+1,5V 6 2. (2,0 điểm). Trả lời đúng một tiểu phân không bền được 0,5 điểm. Tính đúng mộtgiá trị K được 0,5 điểm. MnO 2− và Mn 3+ không bền với sự dị phân. 4 0 ˆ ˆ MnO 2- +4H + +2e ‡ ˆˆ †MnO 2 +2H 2 O E1 =+2,27V 4 ˆ ˆ 2MnO 2− ‡ ˆˆ † 2MnO-4 +2e 4 0 -E 3 =-0,56V − ˆ ˆ 3MnO 2− +4H+ ‡ ˆˆ † 2MnO 4 +MnO 2 +2H 2O (7) 4 0 0 ΔG 0 =ΔG1 -ΔG 3 =-2FΔE 0 =-3,42F<0 nên phản ứng (7)tự diễn biến. 7 7 2ΔE 0 7 lgK 7 = = 57,966 K7 = 9,25.1057 0,059 0 ˆ ˆ Mn 3+ +e ‡ ˆˆ † Mn 2+ E 6=+1,51V ˆ ˆ Mn 3+ +2H 2O ‡ ˆˆ † MnO 2 +e+4H + -E 0 =+0,95V 4 ˆ ˆ 2Mn 3+ +2H 2O ‡ ˆˆ † MnO 2+Mn 2+ +4H + (8) 0 0 ΔG 8 =ΔG 0 -ΔG 0 =-FΔE 8 =-0,56F<0 nên phản ứng (8) tự diễn biến. 6 4 31

230. 0 ΔE 8 = 9, 492 K8 = 3,1.109 0,059 Câu 4(4,5 điểm) 1. (2,5 điểm) a. (0,75 điểm). Mỗi ý đúngđược 0,25 điểm Sơ đồ pin: (-) Cu| Cu2+ (1M) || Fe3+(1M), Fe2+(1M) |Pt (+) o 0 0 Sức điện động chuẩncủa pin: E Pin =E Fe3+ /Fe2+ -E Cu 2+ /Cu =0,434V lgK 8 = Phản ứng xảy ra khi pin hoạt động: ˆ ˆ2Fe3+ + Cu ‡ ˆˆ † 2 Fe2+ + Cu2+ K =1014,66 b. (0,5 điểm) K rất lớn nên xem như phản ứng xảy rahoàn toàn. 2Fe3+ + Cu → 2 Fe2+ + Cu2+ C0 0,01 0,01 0,01 C 0 0,02 0,015 Xét cân bằng: ˆ ˆ 2 Fe2+ +Cu2+ ‡ ˆˆ † 2Fe3+ + Cu K-1 =10-14,66 C0 0,02 0,015 0 CB 0,02 -2x 0,015 - x 2x (2 x) 2 (2 x) 2 =KCB = K-1 =10-14,66 = (0, 02 − 2 x) 2 .(0, 015 − x) 0, 022.0, 015 (do KCB bé nên giả thiết x<<0,02)X = 5,714.10-11<<0,02 [Fe3+] = 2x = 1,189.10-10 [Fe2+] = 0,02-2x = 0,02 [Cu2+] = 0,015-2x = 0,015c. (1,25 điểm) i. (0,5 điểm). Mỗi ý đúng được 0,25 điểm - Khi thêm KI vào cực âm: 4 I- + 2 Cu2+ → 2CuI + Fe Nồng độ Cu2+ giảm ECu2+/Cu giảm → Epin tăng - Khi thêm NH3 vào cực âm: m NH3 + 2Cu2+ → Cu(NH3)m2+ Nồng độ Cu2+ giảm → Epin tăng (như trên). ii. (0,75 điểm). Mỗi ý đúng được0,25 điểm - Khi thêm KMnO4 vào cực dương: CFe2+ giảm vì bị oxi hoá: 5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O EFe3+/ Fe2+ tăng → Epin tăng - Khi thêm NaF vào cực dương: CFe3+ giảm vìtạo phức với F- : Fe3+ + 3F- → FeF3 do đó EFe3+/ Fe2+ giảm → Epin giảm. - Khi thêm NaOH vàocực dương: Fe3+ + 3 OH- → Fe(OH)3 ↓ Kết tủa này xuất hiện trước Fe(OH)2 do tích số tan củaFe(OH)3 nhỏ hơn của Fe(OH)2 nhiều do đó CFe3+ giảm , và Epin giảm. 2. (2,0 điểm). Mỗi câu đúngđược 0,5 điểm Kí hiệu HA = C3H7COOH; A- = C3H7COOa. (0,5 điểm) [H+] = [A-] = x [H + ].[A - ]x2 -5 = Ka=1,51.10 = HA 0,500-x 32

231. [H+] = [A-] = x = 2,74.10-3 b. (0,5 điểm) Tính pH của dung dịch thu được sau khi thêm 10,00mldung dịch KOH. Số mol axit HA ban đầu: 0,0350.0,500 = 0,0175 (mol) Số mol NaOH thêm vào:0,0100. 0,200 = 0,0020 (mol) Số mol axit HA dư sau khi thêm dung dịch NaOH: 0,0175 – 0,0020 =0,0155 (mol) 0, 0155 = 0,344( M ) Nồng độ axit HA sau khi thêm NaOH là: 0, 045 0, 0020 = 0, 0444(M ) Nồng độ A-: 0, 045 [H + ].[A - ] [H + ], 0, 0444 = = 1,51.10−5 Áp dụng biểu thức gần đúng: K =HA 0,344 [H+] = 1,17.10-4 pH = 3,93 c. (0,5 điểm) Xác định thể tích dung dịch KOH cần cho vào đến

điểm tương đương của quá trình chuẩn độ. Dung dich axit ban đầu có 0,0175 mol HA nên để đạt đênđiểm tương đương cần thêm vào 0,0175mol KOH. Vậy thể tích dung dịch KOH cần thêm vào: 0,0175 :0,200 = 0,0875 (l) d. (0,5 điểm) Tính pH tại điểm tương đương. Tổng thể tích tại điểm tương đương:0,0875 + 0,0350 = 0,1225 (l) 0,0175. =0,143(M) Tại điểm tương đương HA chuyển hết thành A- nên:[A ] = 0,1225 Kw =6,62.10-10 ˆ ˆ A- + H2O ‡ ˆˆ † HA +OHKb = Ka -6 Suy ra: [OH ] = 9,73.10 pH =8,99 Câu 5(3,0 điểm) Cho phản ứng: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k) 1. (1,0 điểm) Biểu thức của địnhluật tốc độ phản ứng cho phản ứng trên và tính hằng số tốc độ phản ứng. v = k.[N2O5]x Dựa vào số liệucho suy ra x = 1 hay v = k.[N2O5] Tính k của các thí nghiệm suy ra k trung bình k = 2,28.10-3 (phút-1)2. (0,5 điểm) Thời gian cần để nồng độ N2O5 giảm từ 0,150M xuống còn 0,050M. [N O ]0 0,150 = 2,28.10−3.t Áp dụng biểu thức của động học bậc nhất: kt = ln 2 5 = ln [N 2O5 ] 0, 050 T = 481 phút 3.(0,5 điểm) Tốc độ đầu của phản ứng khi nồng độ N 2O5 bằng 0,150M là 2,37.10-3, mol.l-1.phút-1 tại400C. Năng lượng hoạt hoá của phản ứng. Tại 400C có k2 = 2,37.10-3 : 0,150 = 1,58.10-2 (phút-1) Ápdụng phương trình Arrhenus: k E 1 1 1,58.10−2 E 1 1 ln 2 ÷= a - ÷. Thay cácsố liệu: ln = a ÷ −3 ÷ 2, 28.10 8,314 298 313 k1 R T1 T2 ⇒ Ea = 1,00.105(J/mol) 4. (1,0 điểm) d[N 2 O5 ] Thiết lập biểu thức của tốc độ phản ứng . dt 33

232. k1 N2O5 NO2 + NO3 → ' k1 NO2 + NO3 N2O5 → k2 NO2 + NO3 → NO2 + NO +O2 k3 NO + N2O5 → 3NO2 Áp dụng nguyên lí nồng độ ổn định đối với NO3 và NO: d[NO3 ] ' =k1.[N2O5] - k1 .[NO2].[NO3] – k2.[NO2].[NO3] = 0 (1) dt d[NO] = k2.[NO2].[NO3] – k3.[NO].[N2O5] = 0 (2) dt d[N 2 O5 ] ' = - (k1.[N2O5] + k3.[NO].[N2O5] ) + k1 .[NO2].[NO3] dt ' Từ (1) và(2) suy ra: k1.[N2O5] = ( k1 + k2).[NO2].[NO3] k3.[NO].[N2O5] = k2.[NO2].[NO3] k k2 = 3 [NO] 'k1 + k2 k1 k3 k1k2 [NO] = [NO2].[NO3] = .[NO].[N2O5] ' k3 ( k1 + k2 ) k2 k3 d[N 2 O5 ] ' = - k1.[N2O5] - k3.[NO].[N2O5] + k1 . .[NO].[N2O5] k2 dt k2 k' = k1.[N2O5].( -1 - ' + ' 1 ) k1 + k2 k1 + k2Câu 6(4,0 điểm) 1.(1,0 điểm) Bán kính nguyên tử crom được ước lượng là 126pm. Khối lượng riêng củacrom là 7,14g/cm 3. Xác định kiểu mạng tinh thể của crom. Trong một hệ lập phương chúng ta có cáckiểu mạng lập phương đơn giản, lập phương tâm mặt (lptd) và lập phương tâm khối (lptk). Tất cả các ômạng cơ sở này chứa 1, 4 hay 2 nguyên tử tương ứng. Chúng ta có thể xác định xem kiểu mạng tinh thểthuộc loại nào phụ thuộc vào giá trị bán kính kim loại áp dụng cho trường hợp các nguyên tử tiếp xúcnhau. Chúng ta sẽ thu được các biểu thức đối với mạng lập phương đơn giản là a = 2R, với lptd thì a =2R 2 , với lptk thì a = 4R 3 . Nếu ô mạng tinh thể là lập phương đơn giản thì chúng ta có 1 nguyên tửtrong ô mạng cơ sở. Sử dụng giá trị khối lượng riêng ta có được giá trị thể tích ô mạng là M(Cr) /(ρ.NA) = 1,209.107 pm3 . Hằng số mạng tinh thể lúc này là (1,209.10 7 pm3)1/3 = 229,5 pm. Tuynhiên giá trị này không đồng nhất với 252 pm (a = 2R) đối với một ô mạng lập phương đơn giản Nếu ômạng tinh thể là fcc thì chúng ta có 4 nguyên tử trong ô mạng cơ sở. Sử dụng giá trị khối lượng riêng tacó được giá trị thể tích ô mạng là 4M(Cr) / (ρ.NA) = 4,838.107 pm3. Hằng số mạng tinh thể lúc này là(4,838.107 pm3)1/3 = 364,4 pm. Tuy nhiên giá trị này không đồng nhất với 356 pm (a = 2R 2 ) đối vớifcc. Nếu ô mạng tinh thể là bcc thì chúng ta có 2 nguyên tử trong ô mạng cơ sở. Sử dụng giá trị khốilượng riêng ta có được giá trị thể tích ô mạng là 2M(Cr) / (ρ.NA) = 2,419.107 pm3. Hằng số mạng tinhthể lúc này là (2,419.107 pm3)1/3 = 289,2 pm gần khớp với giá trị thực đối với ô mạng bcc là a = 4R 3= 291pm. Như vậy kiểu mạng tinh thể của crom là lập phương tâm khối 2. (1,75 điểm). Mỗi phươngtrình và mỗi cấu tạo đúng được 0,25 điểm. Viết phương trình chuyển hoá và vẽ cấu trúc của những ionđó. 2CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H2O 3CrO42- + 4H+ = Cr3O102- + 2H2O 4CrO42- + 6H+ =Cr4O132- + 3H2O 34

233. Cấu trúc của các ion polycromat như sau: 3. (1,25 điểm) a. (0,75 điểm) Viết phương trình phản ứngtại các điện cực và phương trình điện phân tổng quát. Catot Cr2O72- + 14H+ + 12e- → 2Cr + 7H2OAnot 2H2O → O2 + 4H+ + 4eToàn bộ Cr2O72-(aq) + 2H+(aq) → H2O(l) + 2Cr(s) + 3O2(g) b.(0,25điểm) Số mol oxi và thời gian điện phân: 52gCr × 1molCr 3molO 2 × = 1,5molO 2 52g 2molCr 52 gCr× 1molCr 6F 96485C 1 giay 1 phut 1 gio × × × × × = 16(h) 52 g molCr 1F 10C 60 giay 60 phut c.(0,25điểm) Crom thường được dùng để mạ trang trí kim loại vì trong không khí crom nhanh chóng hìnhthành một lớp Cr2O3 mỏng, trong suốt, liên kết bền chặt với kim loại tạo ra một lớp bảo vệ kim loạichống ăn mòn. 35

234. HƯỚNG DẪN GIẢI ĐỀ THI HÓA HỌC HỮU CƠ Câu 1(4,0 điểm) 1 (1,0 điểm) So sánh nhiệt độsôi của các chất trong dãy chất sau: H N S H N N N N N (4) (3) (2) (1) (1) < (2) < (4) < (3) Giải thích:(1) < (2) do ở đây chỉ có lực Vandecvan nên nhiệt độ sôi phụ thuộc vào khối lượng phân tử. (4) < (3) do(3) có liên kết hiđro liên phân tử còn (4) có liên kết hiđro nội phân tử, nên phân tử tồn tại chủ yếu dưới

dạng đime. H H N N H N N H N N N N N N H 2 (1,5 điểm). Mỗi phân tử đúng được 0,5 điểm. HHOOC (S) NH2 H HO * C OH H 3C H * (R) C * (R) CH NHCH 2 3 (R) CH 2OH HO H O CH(CH 3)23 (1,5 điểm) Giải thích: a. (0,5 điểm) Không dùng để tổng hợp tert-butyl propyl ete: CH3CH2CH2ONa+ (CH3)3C-Br (CH3)3C-O-CH2CH2CH3 S N 2 không thực hiện với ankyl halogenua bậc 3. Do phảnứng xảy ra theo cơ chế b. (0,5 điểm) Sản phẩm chính của phản ứng? Ion ancolat là một bazơ mạnh, làmột tác nhân nuclephin nên phản ứng tách chiếm ưu thế, khi đó sản phẩm của phản ứng là sản phẩm táchE2. CH3CH2CH2ONa + (CH3)3C-Br → (CH3)C=CH2 + CH3CH2CH2OH + NaBr c. (0,5 điểm)Phương pháp tổng hợp hiệu quả là dùng phân tử phản ứng S N 2 có nhóm ankyl ít cản trở không gianhơn và ancolat cản trở nhiều hơn. CH3CH2CH2Br + (CH3)3C-ONa → (CH3)3C-O-CH2CH2CH3 +NaBr Câu 2(3,5 điểm) 1. (2,0 điểm). Mỗi giai đoạn đúng được 0,25 điểm. Sơ đồ tổng hợp. 36

235. CH(CH3 )2 CH(CH3 )2 +Me2CHBr +Br2/Fe AlCl3 CH(CH3 )2 HNO 3 CH(CH3 )2 6H NO2 Br BrNH 2 Br HNO 2 HBF4 CH(CH3 )2 CH(CH 3)2 CH(CH 3 )2 CH(CH3 )2 to Mg/ete H 2O F F N 2 BF 4F MgBr Br Br 2. (1,5 điểm). Mỗi chất đúng được 0,2 điểm - Hợp chất A phản ứng với PCl3 cho ra B,khử hoá B bằng H2/Pd nhận được benzanđehit nên A là axit benzoic C6H5COOH. - B là C6H5COCl - Btác dụng với NH3 được C nên C là C6H5CONH2 - Xử lí C với Br2 trong môi trường kiềm được D nênD là Anilin C6H5NH2. - Từ B có thể nhận được E bằng cách cho phản ứng với benzen xúc tác AlCl 3nên E là: C6H5COC6H5. - E chuyển thành F khi xử lí với hyđroxylamin nên F là: (C6H5)2C=N-OH -Trong môi trường axit F chuyển thành G, nên G là: C6H5CONHC6H5 Câu 3 (3,5 điểm) 1.(1,0 điểm)Xác định đúng CTPt được 0,5 điểm. Mỗi đồng phân cấu tạo đúng được 0,25 điểm n(H2O) = 9,56.10-3(mol) n(CO2) = 6,34.10-3 (mol) -3 mH = 9,56.10 .2 = 0,0193 (g) mC = 6,34.10-3. 12 = 0,0761 (g) mN= 0,125 - 0,01939 - 0,0761 = 0,0296 (g) Suy ra: %C = 60,9% %H = 15,4% %N = 23,7% Gọi công thứcphân tử tổng quát của A là: CxHyNz %C %H %N x:y:z= : : =3:9:1 12 1 14 Công thức phân tử và côngthức thực nghiệm của A là C3H9N Đồng phân của A: H3 C H2 C H2 C H3 C H C NH 2 NH 2 CH 3 H3C H2 C H N CH 3 H3 C N CH 3 CH 3 2.(0,5 điểm). Mỗi ý đúng được 0,25 điểm. Đồng phân amin bậc3 có nhiệt độ sôi thấp nhất do không có liên kết hiđro. Đồng phân amin bậc 1 có nhiệt độ sôi lớn nhất docó nhiều nguyên tử H tạo liên kết hiđro và phân tử có cấu trúc gọn gàng nên việc tạo liên kết hiđro liênphân tử thuận lợi. 3. (2,0 điểm). Mỗi cách đúng được 0,5 điểm. Cách 1: H 2 /Ni KCN CH3CH 2 I CH3CH 2 CN CH 3CH 2CH 2 NH 2 → → Cách 2: 1.CH2O NH3 Mg HBr CH3CH 2 I → CH3CH 2 MgI CH3CH 2CH 2OH CH 3CH 2CH 2Br CH 3CH 2CH 2 NH 2 → →ete 2.H 2O → Cách 3: 37

236. K 2 Cr2 O7 H 2 ,NH3 CH 3CH 2CH 2OH CH 3CH 2 CHO → CH 3CH 2CH 2 NH 2→ Ni (từ 2) Cách 4: NH 2 OH H2 CH3CH 2 CHO → CH 3CH 2CH=N-OH CH 3CH 2CH 2NH 2 → Ni (từ 3) Câu 4 (4,5 điểm) 1. (0,75 điểm). Mỗi ý đúng được 0,25 điểm. Ở pH = 6 Prolin tồntại ở dạng muối lưỡng cực, hầu như không di chuyển. Lysin tồn tại ở dạng axit (cation) di chuyển về cựcâm (catot) Axit glutamic tồn tại ở dạng bazơ (anion) di chuyển về cực dương (anot) 2. (1,25 điểm) *(0,25 điểm) Công thức, gán đúng giá trị pK và tính đúng pHI của Gly-Ala (8,23) H3N+ – CH2 – CO –NH – CH(CH3) – COO– (3,15) * (0,5 điểm) pHI của nó: (8,23 + 3,15) / 2 = 5,69. * (0,5 điểm) Ở pH =4: H3N+ – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – COOH Ở pH = 11: H2N – CH2 – CO – NH – CH(CH3) –COO– 3. (2,5 điểm) a. (1,5 điểm) Xác định thứ tự liên kết của các amino axit trong M. - Dùng 2,4-đinitroflobenzen xác định được aminoaxit Ala nên hexapeptit M có đầu N là Ala. - Thuỷ phân M nhờtripsin thu được tripeptit A (chứa Ala, Arg, Tyr) nên tripeptit A có cấu tạo Ala – Tyr – Arg. Do đóđipeptit E (chứa Phe, Arg) có cấu tạo Arg – Phe. G (chứa Arg, Ile, Phe) nên G có cấu tạo: Arg – Phe –Ile. Amino axit đầu C còn lại là Gly. Vậy hexapeptit M có cấu tạo: Ala – Tyr – Arg – Phe – Ile - Gly b.(1,0 điểm). Mỗi ý đúng được 0,5 điểm. Amino axit nào trong các amino axit cấu tạo nên M có pH I lớnnhất và amino axit nào có pH I nhỏ nhất - Amino axit cấu tạo nên M có pH I lớn nhất là Arg vì có nhómguanidin (có 3 nguyên tử N) nên tính bazơ trội hơn. - Amino axit nào có pHI nhỏ nhất là Phe vì cónhóm Phe hút electron nên tính axit tăng. Câu 5 (4,5 điểm) 1.(2,0 điểm). Mỗi chất đúng được 0,5 điểm.Xác định công thức chiếu Fisher của A, B, C, D. - Hợp chất X không phản ứng với thuốc thử Benedictcũng như không đối quang nên A là một đường không khử và vì vậy chỉ có các liên kết axetal và xetaltồn tại ở các cacbon anome. - Tất cả các hợp chất A, B cũng như hợp chất I (là D-manozơ) đều cho cùngmột osazon như vậy trong số đó phải là C-2 epime của D-manozơ (là D-glucozơ)và chất kia phải làđường xeton tương ứng ở C-2 (là D-fructozơ). - Hợp chất C phản ứng với axit nitric tạo ra hợp chất Dkhông quang hoạt nên trong phân tử D có tâm đối xứng hay các nhóm OH liên kết với C* đối xứng. -Anđotreozơ trung gian khi bị oxi hoá bởi axit nitric không tạo thành được một hợp chất meso như vậyphải là D-threozơ. 38

237. CHO COOH H OH H OH H OH H OH CH 2OH CHO H COOH Meso OH CHO CH 2OH COOHHO H H HO OH H H OH CH 2OH COOH Doi xung Như vậy, axit anđaric D tạo thành từ C nên C phảilà D-galactozơ. - A tạo thành 5 mol axit metanoic và 1 mol metanal khi phản ứng với HIO 4 nên a làanđohexozơ. A và B đều liên quan tới một alđotreozơ, anđotreozơ này là một đồng phân không đốiquang của chất mà C có tương quan nên A là D-glucozơ. - B tạo thành 4 mol axit metanoic, 1 molmetanal và 1 mol CO2 nên B là D-fructozơ CHO CHO H CHO OH CHO O H H HO H H H OH HO HOH H OH H OH HO H OH H OH OH H CH 2OH H HO CH 2OH CH 2OH CH 2OH D-f ructozo (B)D-glucozo (A) OH D-Galactozo (C) 2. (1,5 điểm) Mỗi chất đúng được 0,5 điểm. Công thức chiếuHaworth của E, F, G. - E chuyển hoá từ A: CHO H CH2OH OCH 3 H 3 CO O H OH H OCH3 H HOCH 3 H OCH 3 H OH H OCH 3 CH 2OH - F chuyển hoá từ B: CH 2OCH 3 O OCH3 H 3CO H H - Gchuyển hoá từ C: H H OCH 3 OCH 3 O H OCH3 CH 2OCH 3 H OCH 3 H CH 2OCH 3 39

238. CHO CH2 OCH3 H OCH 3 H 3 CO H 3 CO H H O OCH 3 H OH H OCH3 H H OH H CH 2OCH3 OCH 3 3.(1,0 điểm). Mỗi trật tự đúng được 0,5 điểm. Mỗi đồng phân đúng được 0,25 điểm. Côngthức chiếu Haworth của X. Trong sự metyl hoá, chỉ các nhóm metyl không tham gia vào sự hình thànhaxetal, xetal (hoặc nội phân tử, hoặc liên phân tử) mới bị ete hoá. E chỉ có 2 nhóm hyđroxyl tự do có thểliên kết với cacbohyđrat khác. Như vậy A phải là cacbohyđrat trung tâm nên trật tự liên kết củ cácmonosaccarit trong X là C-A-B hay B-A-C. Vậy ttổng ccộng X có 4 đồng phân. Ví dụ một trong 4 đồngphân của X là: CH2 OH O OH OH H O H H HO CH2 O H OH H O HO CH2 OH O H HO OH H H CH2OH H 40 OH

239. 6. Giảng dạy môn Hóa học bằng tiếng nước ngoài KINH NGHIỆM TỔ CHỨC DẠY HỌC MÔNHÓA HỌC BẰNG TIẾNG ANH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN PGS.TS. TạThị Thảo- Khoa Hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội. Theo xuhướng toàn cầu hóa, việc sử dụng thành thạo được ngoại ngữ nói chung và tiếng Anh nói riêng là cấpthiết vì nó là một trong những chìa khóa để tiếp cận với các nền công nghiệp tiên tiến. So với các họcsinh trung học phổ thông nói chung, các học sinh trung học phổ thông (THPT) chuyên thường có cơ hộirất lớn để nhận các học bổng du học nước ngoài, hoặc theo học các chương trình đào tạo tiên tiến, quốctế tại các trường Đại học trong nước (mà tiếng Anh là ngôn ngữ chính trong các chương trình này). Vìvậy, việc nâng cao vốn tiếng Anh đặc biệt trong chuyên môn cho học sinh phổ thông, nhằm giúp họcsinh có thể tự học tập, nghiên cứu, tận dụng tốt cơ hội này là một yêu cầu cấp thiết của giáo dục nước tahiện nay. Việc dạy học cho học sinh chuyên các môn bằng tiếng Anh là một trong những nội dung củakế hoạch thực hiện trong “Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010 - 2020” vàcũng đã được bước đầu được triển khai tại Trường THPT chuyên ĐHKHTN- ĐHQGHN. Trong quátrình tham gia giảng dạy môn Hóa học bằng tiếng Anh cho học sinh THPT chuyên tại trường, chúng tôiđã rút ra một số nhận xét, kinh nghiệm về nội dung chương trình, cách thức tổ chức giảng dạy, đốitượng học như sau: 1.Hiện trạng tiếng Anh của học sinh THPT chuyên Nhiều năm trở lại đây, học sinhTHPT chuyên trước khi đỗ vào trường chuyên đều dành phần lớn thời gian cho việc ôn luyện các mônchuyên nên đa số có trình độ tiếng Anh thấp, dù đã được học nhiều năm ở cấp cơ sở và tiểu học. Chỉ mộtsố rất ít học sinh có thể sử dụng được tiếng Anh trong đọc hiểu, giao tiếp thông thường. Bên cạnh đó,cách học tiếng Anh trong trường phổ thông còn nặng về ngữ pháp, đọc hiểu và dịch sang tiếng Việt màchưa thật chú trọng khả năng sử dụng. Các kỹ năng nghe, nói, thậm chí cả viết đều rất yếu. Vì vậy, việctư duy kiến thức chuyên môn bằng tiếng Anh (chứ không phải là đọc tài liệu chuyên môn bằng tiếngAnh rồi dịch) gần như không có. Vì thế, để có một mô hình học được đảm bảo về kiến thức, nâng caotrình độ chuyên môn, học được chuyên môn bằng tiếng Anh và hội nhập tốt với việc học đại học ở nướcngoài hoặc chương trình tiên tiến ở trong nước thì việc dạy các môn tự nhiên bằng tiếng Anh sẽ giúp chohọc sinh làm quen với môi trường tiếng Anh, hơn hết là tư duy bằng tiếng Anh trong học tập và chỉ cóthể thành công trước hết nhờ vào sự hưởng ứng của học sinh, phụ huynh và nỗ lực của nhà trường theolộ trình từng bước một. Vì vậy, chúng tôi nhận thấy, trước mắt ngoài việc theo học môn tiếng Anh chínhkhoá, cần xúc tiến dạy môn tiếng Anh khoa học cho học sinh. Nếu các em có trình độ ngoại ngữ yếu cầnđược học thêm ngoại ngữ. Các buổi học chuyên môn bằng tiếng Anh cũng cần được chia thành các lớpkhác nhau theo trình độ ngoại ngữ thay vì chia theo khối chuyên thì việc dạy mới có hiệu quả. 2. Thờilượng dạy môn chuyên môn bằng tiếng Anh: Với tình hình học tập hiện nay, khi học sinh luôn phải đảmbảo việc thi đỗ đại học trong khi cách học cũng như cách thi Đại học còn chưa được cải tiến thì việcthuyết phục tất cả phụ huynh và học sinh cũng như thực hiện dạy-học chuyên môn bằng 100% tiếng Anhlà phi thực tế. Với nhiều phụ huynh, nếu con em không đi học nước ngoài hoặc chỉ có nhu cầu vào đạihọc hoặc cao hơn theo học các chương trình tiên tiến thuộc các trường đại học thuộc khối xã hội, kinh tế

thì việc học chuyên môn bằng tiếng Anh là không cần thiết mà thay vào đó là học ngoại ngữ đi đôi vớihọc chuyên môn tốt bằng tiếng Việt, đảm bảo đỗ đại học, tránh quá tải cho con em mình. Mặt khác,chương trình môn Hóa học ở phổ thông còn nặng về tính toán trong khi 41

240. nhiều kiến thức lý thuyết các quá trình hóa học còn chưa được đề cập đến (như khi so sánh với yêucầu về trình độ A-level của Singapor) nên việc đảm bảo vừa cập nhất các kiến thức mới so với chươngtrình của các nước, vừa đáp ứng nhu cầu thi đại học với số đông học sinh là không khả thi. Hơn nữa, vớicác vấn đề chuyên môn khó thì nếu chỉ sử dụng tiếng Anh để giảng dạy học sinh sẽ không thể hiểu đượckhi ngoại ngữ vẫn còn là rào cản. Khi đó phải giảng dạy bằng chính tiếng mẹ đẻ mới có hiệu quả. Vềmặt này, song song với việc dạy cho học sinh các kiến thức cơ bản cần thiết đối phó với kỳ thi Đại họctrong nước (khi chưa được cải tiến), bản thân giáo viên trường chuyên cũng như các kỳ thi học sinh giỏiquốc gia cần đi đầu trong việc đổi mới cách thức giảng dạy để hóa học ở bậc học phổ thông, cần chứngtỏ được việc học Hóa là cần thiết cho cuộc sống, không tự làm phức tạp thêm các vấn đề hóa học đơngiản bằng các tính toán khó, biện luận, đánh đố và kinh nghiệm không cần thiết. Vì vậy, với bộ phận sốđông học sinh chuyên, song song với chương trình tiếng Việt để nắm chắc kiến thức thì trước mắt, mỗimôn khoa học tự nhiên, học thêm 2 tiết bằng Tiếng Anh một tuần là phù hợp. 3.Chương trình/nội dunggiảng dạy Hiện tại chúng ta chưa có chương trình giảng dạy môn chuyên môn bằng tiếng Anh thốngnhất. Do vậy, người dạy phải tự xây dựng chương trình giảng dạy trên cơ sở tham khảo chương trình củanước ngoài nhằm theo kịp khối lượng kiến thức, vừa đáp ứng được chuẩn kiến thức về dạy học chuyênsâu môn Hóa học cho học sinh THPT chuyên của Bộ giáo dục và Đào tạo, vừa phân bố hợp lý và gắn kếtđược với chương trình đào tạo bằng tiếng Việt của học sinh để biên soạn và giảng dạy nhằm tránh chohọc sinh quá tải về nội dung kiến thức. Trước mắt, chúng tôi thấy cần dựa trên khung chương trình/nộidung chi tiết mà các kỳ thi Olympic quốc tế qui định cho học sinh khi tham gia phải đạt được, kết hợpvới các nội dung câu hỏi và bài tập theo yêu cầu đặt ra của kỳ thi A-level vào các trường Đại học củaSingapor để biên soạn bài giảng nhằm lồng ghép có hiệu quả giữa việc dạy được tiếng Anh cho môn Hóahọc, vừa ôn luyện, vừa nâng cao kiến thức cho học sinh chuyên. Có như vậy, mới đáp ứng được yêu cầuvề chuyên môn Hóa học mà các nước đặt ra cho học sinh trung học phổ thông (theo yêu cầu này lượngkiến thức hóa học cần thêm một số vấn đề nâng cao và giảm tải các nội dung tính toán phức tạp trongHóa học). Qua thực tế giảng dạy cho các học sinh trong đội tuyển, học sinh đạt giải trong các kỳ thiHSG trong nước và quốc tế và một số học sinh chuyên bình thường khác trước khi tham dự kỳ thi và cáctrường ĐH của Singapor, chúng tôi nhận thấy tiếp thu lượng kiến thức mới so với sách giáo khoa củaViệt Nam (lại bằng tiếng Anh) hoàn toàn không gây áp lực gì với các em cả. Nhưng cũng cần nhấn mạnhviệc giảng dạy kiến thức môn chuyên bằng tiếng Anh không thể thay thế hoàn toàn cho việc học bằngtiếng Việt. Với học sinh phổ thông việc làm chủ kiến thức bằng chính tiếng mẹ đẻ là phương thức tối ưunhất và là cách tiếp thu nhanh nhất, có hiệu quả nhất. Với kiến thức thu lượm được từ tiếng mẹ đẻ thìhọc sinh nhanh chóng có gốc rễ để học nâng cao. Chỉ nên sử dụng tiếng Anh như là công cụ thứ hai giúphọc sinh bước đầu tư duy có hiệu quả bằng ngoại ngữ, biết cách sử dụng ngoại ngữ cho việc học củamình (tìm kiếm, đọc tài liệu, tự nghiên cứu và trao đổi với các bạn bên ngoài để tự nâng cao kiến thức)và là cơ sở để theo học với kết quả cao ở bậc học đại học cũng như nghiên cứu sau này. Tuy nhiên, BộGiáo dục và Đào tạo khi triển khai mô hình dạy tiếng Anh cho môn chuyên cần qui định chương trìnhkhung và mục tiêu cũng như yêu cầu cần đạt được, trên cơ sở đó giáo viên mới có cách thống nhất vềphương pháp và nội dung giảng dạy. 4.Cách tổ chức giảng dạy 42

241. Trước thực tế về hạn chế của kiến thức tiếng Anh của học sinh chuyên cũng trình độ giảng dạytiếng Anh của giáo viên, chúng tôi nhận thấy cần đặt rõ lộ trình thực hiện việc bồi dưỡng giảng dạy chogiáo viên và học sinh chuyên như sau: 1. Với giáo viên: với những giáo viên môn chuyên không đượcđào tạo đại học và cao học ở nước ngoài thì tiếng Anh dù có chứng chỉ nào cũng khó có thể giảng dạy vàđứng lớp 100 % bằng tiếng Anh. Do vậy, bộ Giáo dục và đào tạo cần có các khóa đào tạo cụ thể tại nướcngoài về ngoại ngữ (theo đúng yêu cầu là dạy ngoại ngữ cho người dạy học chứ không phải cho ngườihọc) và các khóa nghe giảng và học tập nâng cao cùng với sinh viên ở nước ngoài để tăng cường khảnăng tư duy bằn tiếng Anh cho giáo viên. 2. Với học sinh: song song với việc học tiếng Anh thôngthường cần được học tiếng Anh trong chuyên môn để có khả năng sử dụng thành thạo tiếng Anh tronghọc tập và nhất thiết phải chia lớp theo trình độ tiếng Anh phù hợp thì việc học mới có hiệu quả. Về lộtrình giảng dạy, cần tiến hành theo từng giai đoạn như sau Giai đoạn 1: Đây là giai đoạn khó khăn nhấtđối với giáo viên (không phải học sinh) dạy trường chuyên. Vì thực tế hiện nay hầu hết các giáo viênchuyên đều có chứng chỉ tiếng Anh nhưng chưa hề giảng dạy bằng tiếng Anh nên bước một cần biênsoạn các bài dạy theo các cấp độ sau và sử dụng cả tiếng Việt trợ giúp trong giảng dạy: Dạy về từ vựng

trong Hóa học: tạo cho học sinh nền tảng về ngôn ngữ hóa học bằng tiếng Anh: cách đọc các tên chất,cách đọc phương trình phản ứng, cách diễn đạt, mô tả các thí nghiệm hóa học và hiện tượng. Mục đích làcho học sinh làm quen với tiếng Anh trong Hóa học Rèn luyện cho học sinh khả năng tự tìm kiếm tàiliệu liên quan băng tiếng Anh trên internet: Hướng dẫn cho học sinh cách tìm và học tập qua các bàigiảng có sẵn trên mạng internet, học sinh có thể đọc/ nghe trực tiếp bài giảng đó sau đó thảo luận. Phầnthảo luận có thể dùng tiếng Việt thông qua việc đọc/nghe hiểu và dịch). Rèn cho học sinh khả năng tựtrình bày một vấn đề hóa học: học sinh có thể thông qua việc tìm tài liệu, tự nghiên cứu và biến thànhmột vần đề của mình và trình bày bằng tiếng Anh. Đây là kỹ năng cần thiết với tất cả các sinh viên khihọc đại học. Bước đầu học sinh có thể thực hiện diễn đạt đơn giản nhất với chủ để dễ sau đó tiếp cận đếncác vấn đề mới hơn mà phần sách giáo khoa tiếng Việt chưa đề cập. Giai đoạn 2: Khi trình độ giáo viêntốt, có thể làm chủ được giờ dạy chuyên môn bằng tiếng Anh cùng với kiến thức tiếng Anh của học sinhđủ để tiếp thu thì chúng tôi cho rằng cần sử dụng 100% tiếng Anh trong giờ học. Khi đó không nên dạykiến thức theo kiểu đọc và dịch vì việc dùng lẫn lộn 2 ngôn ngữ trong giờ học với người học sẽ ảnhhưởng đến khả năng tư duy, cách phát âm (đặc biệt rất khác nhau giữa tiếng Việt và tiếng Anh về danhtừ hóa học). Với những thuật ngữ mới (nếu không phải lần đầu), để nhắc cho học sinh biết thì có thểcung cấp nghĩa tiếng Việt dưới dạng chú thích phía cuối bài hoặc cuối mỗi slide trong khi trình chiếu. 43

242. Các bài giảng có thể được kết cấu theo các hướng sau đây: Loại 1: Dạy kiến thức bằng tiếng Anhmà phần tiếng Việt học sinh đã được học kỹ (tuy nhiên không yêu cầu các tính toán phức tạp, không cầnthiết) theo hình thức ôn tập, tổng kết, khái quát hóa những vấn đề chính sao cho học sinh có được vốntừ, thuật ngữ, cách dùng từ, đặt câu, cách trình bày vấn đề khoa học trong tiếng Anh và quan trọng hơncả là tập chuyển tư duy từ hình thức đọc hoặc nghe rồi dịch từ tiếng Anh sang tiếng Việt và ngược lạithành cách tư duy bằng tiếng Anh. Những bài giảng loại này còn giúp cho sinh viên có thể vào mạngtruy cập nguồn tài liệu phong phú (cả bài viết, bài giảng, sách tham khảo và video bài giảng có sẵn trênmạng). Hình thức này còn có thể yêu cầu học sinh tự soạn các bài trình bày bằng tiếng Anh trên cơ sởthu thập tài liệu và kiến thức (đã hiểu kỹ bằng tiếng Việt) và trình bày trước cả lớp theo hình thứcxemina. Loại 2: Dạy các bài học nâng cao kiến thức bằng tiếng Anh (mà hiện chương trình giảng dạybằng tiếng Việt không cung cấp) trên nền tảng những vấn đề mà học sinh đã được học (bằng tiếng Việt)nhằm cập nhật được những kiến thức bậc cao mà các nước đang giảng dạy cho học sinh phổ thông, tiếntới tất cả các học sinh chuyên đều có thể được tiếp cận và giải quyết được các vấn đề mà các kỳ thiOlympic quốc tế đặt ra chứ không chỉ các học sinh trong đội tuyển quốc gia tham dự thi Olympic mớiđược học. Loại 3: Dạy trước các vấn đề mới không quá khó so với chương trình tiếng Việt đang học.Những bài giảng này từng bước sẽ giúp cho học sinh tiếp cận được với cách tiếp thu kiến thức khoa họcbằng tiếng Anh, nghe giảng được một vấn đề mới mà mình hoàn toàn chưa biết. 5. Kiểm tra, đánh giá:nên có qui định điểm kiểm tra, đánh giá với các môn học chuyên môn bằng tiếng Anh, song song vớichương trình tiếng Việt và cần tổ chức các kỳ thi kiểm tra cuối năm chung cho các học sinh (theo chuẩnkhu vực, quốc tế) để đánh giá năng lực tư duy va kiến thức thu nhận được. 6. Cơ sở vật chất cần hỗ trợ:Cần đầu tư nâng cấp cơ sở vật chất hiện có sao cho tăng cường được phương tiện, trang thiết bị dạy họcđồng bộ, hiện đại. Ví dụ, các phòng học cần có máy chiếu, truy cập internet ngay trong quá trình dạy-học, hệ thống loa, thu âm, riêng với môn Hóa học phải có phòng thí nghiệm …thì việc dạy và học mớicó hiệu quả và có thể từng bước tiến tới nâng cao chất lượng giáo dục ngang tầm các trường trung họctiên tiến trong khu vực và quốc tế. Cuối cùng chúng tôi cho rằng cần khẳng định tính cấp thiết về dạytiếng Anh môn chuyên cho học sinh trung học phổ thông chuyên, coi đây là tiếp cận ban đầu theo hướnghội nhập hóa và là nền tảng để học sinh có thể đạt được kiến thức, quan trọng hơn là phương thức tư duybằng tiếng Anh cho sinh viên dễ dàng hơn trong việc học đại học ở nước ngoài hoặc theo học các chươngtình tiến tiến và quốc tế ở trong nước, giúp cho học sinh có cơ hội đẩy nhanh việc tiếp thu kiến thức ởtrình độ cao. Muốn vậy thì để việc dạy và học có hiệu quả cần tiến hành đồng bộ nhiều giải pháp cả vớigiáo viên, học sinh, cơ sở vật chất, chương trình giảng dạy và cách thức tiến hành từng bước một, củaphụ huynh học sinh, cần sớm thay đổi cả về chương trình sách giáo khoa, cách thức học và thi cử ở bậctrung học phổ thông nhưng cần nhất vẫn là quyết tâm của chính các trường thì mới có thể đưa việc họchọc tiếng Anh môn chuyên môn thành hiện thực và có hiệu quả cao. 44

EnglishFrançaisEspañolPortuguês (Brasil)Deutsch

AboutCareersDevelopers & APIPressBlogTermsPrivacyCopyrightSupportContact

Linkedin Twitter Google Plus Facebook RSS Feeds LinkedIn Corporation © 2014