Title PART5.2020-2025.pdf ✅

79 | Olympiad Hóa học các quốc gia trên thế giới 2020 HSG Quốc gia THPT Việt Nam Ngày thi thứ nhất Câu 1 (3,0 điểm) Năng lượng En của electron trong nguyên tử hydrogen được tính bằng biểu thức: H n 2 R E n = − Trong đó: RH là hằng số Rydberg, n là số lượng tử chính (n = 1, 2, 3, ...). 1. Bước sóng dài nhất trong dãy phổ Balmer khi electron chuyển về trạng thái năng lượng E2 (n = 2) là 657,0 nm. Tính giá trị hằng số Rydberg (theo eV) trong biểu thức trên (ghi kết quả với 3 chữ số sau dấu phẩy). 2. Năng lượng của phân tử H2 ở trạng thái cơ bản là –31,675 eV. a) Tính năng lượng cần thiết (theo eV) cho sự phân cắt đồng li của một phân tử H2 ở trạng thái cơ bản. b) Biết ái lực electron của nguyên tử hydrogen là –0,757 eV. Tính năng lượng cần thiết (theo eV) cho sự phân cắt dị li của một phân tử H2 ở trạng thái cơ bản. c) Biết năng lượng phân li của cation + H2 là 2,788 eV. Tính năng lượng ion hóa thứ nhất (theo eV) của phân tử H2. Biết trong các trường hợp trên, các hạt được hình thành đều ở trạng thái cơ bản. 3. Một phân tử H2 ở trạng thái cơ bản hấp thụ một photon có bước sóng 83,0 nm. a) Quá trình nào trong ba quá trình: phân cắt đồng li, phân cắt dị li và ion hóa sẽ xảy ra?


82 | Olympiad Hóa học các quốc gia trên thế giới 2020 Trường hợp 2: 1 nguyên tử H ở trạng thái cơ bản, nguyên tử H còn lại ở trạng thái kích thích thứ nhất Năng lượng chuyển một nguyên tử H từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích thứ nhất: 21 2 1 H 2 2 11 1 E E E R 13,598 1 10,199 (eV). 21 4     = − =− − =− − =       Tổng động năng: K photon (1) 21 E E E E 14,949 4,479 10, = − − = − − = 199 0 271 eV , (). Trường hợp 3: Cả hai nguyên tử H đều ở trạng thái kích thích thứ nhất Năng lượng chuyển hai nguyên tử H từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích thứ nhất: 21 photon 2 E 20,398 (eV) E =  nên không tồn tại. Trường hợp 4: 1 nguyên tử H ở trạng thái cơ bản, nguyên tử H còn lại ở trạng thái kích thích thứ hai Năng lượng chuyển một nguyên tử H từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích thứ hai: 31 3 1 H 2 2 11 1 E E E R 13,598 1 12,087 (eV). 31 9     = − =− − =− − =       Do  =  − = E 12,087 (eV) E E 10,470 (eV) 31 photon (1) nên không tồn tại. Kết luận: Có hai trạng thái của hệ: i) Cả hai nguyên tử H đều ở trạng thái cơ bản với tổng động năng 10,470 (eV). ii) 1 nguyên tử H ở trạng thái cơ bản, nguyên tử H còn lại ở trạng thái kích thích thứ nhất với tổng động năng 0,271 eV.