Chuyên đề Hoá 10 Bài 10: Tính tham số cấu trúc và năng lượng có đáp án

23 người thi tuần này 4.6 1 K lượt thi 11 câu hỏi

Câu 1

Hãy tìm hiểu thêm những ưu điểm của Hóa học tính toán khi ứng dụng để tối ưu hóa các quá trình hóa học phức tạp.

Xem đáp án

Lời giải

Ưu điểm: Thời gian tính nhanh, mức độ chính xác phù hợp cho việc giảng dạy và học tập.

Câu 2

Thực hiện nhập dữ liệu như hướng dẫn cho phân tử C₂H₆ (ethane)

Xem đáp án

Lời giải

Bước 1: Sử dụng kết quả từ phần mềm ChenSketch ở Bài 8 cho phân tử C₂H₆. Sau khi vẽ xong, chọn Tool, chọn 3D Optimization. Sau đó chọn nút 3D Viewer để nhận được cấu trúc 3D của phân tử.

Bước 2: Trong 3D viewer vào menu file, chọn Save as, đặt tên file C2H6.mop (save as file chọn MOPAC Z Maxtrix).

Bước 3: Nhấp chuột phải lên file C2H6.mop → Open with Notepad → Thêm lệnh OPT ENPART (Xác định cấu trúc và năng lượng). Sau đó lưu lại.

Bước 4: Nhấp đúp chuột trái lên file C2H6.mop, chương trình sẽ chạy và cho 2 file mới xuất hiện là C2H6.out và C2H6.arc. Nếu không thấy kết quả thì nhấn chuột phải lên file C2H6.mop → open with MOPAC2016 nằm trong thư mục D:\MOPAC2016

Bước 5: Xem xét dữ liệu xuất

Mở file C2H6.out bằng notepad. Ở đầu của cửa sổ output có thông tin như sau

Ở cuối cửa sổ output có thông tin như sau:

Kết quả cho biết phép tính đã được thực hiện tố và cung cấp một số dữ liệu thống kê về phép tính.

Bước 6: Diễn giải dữ liệu xuất

Phần kết quả:

Kết quả cho biết nhiệt tạo thành (FINAL HEAT OF FORMATION) của phân tử C₂H₆(ở điều kiện chuẩn theo tính toán) là xấp xỉ -71,85 kJ/mol

Tổng năng lượng phân tử C₂H₆ (ETOT (EONE + ETWO)) là -326,9216 eV.

Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE) của phân tử C₂H₆ trong file C2H6.out được thể hiện như hình dưới.

Thực hiện nhập dữ liệu như hướng dẫn cho phân tử C2H6 (ethane) (ảnh 3)

Câu 3

Từ kết quả nhiệt tạo thành của phân tử H₂O. So sánh với giá trị thực nghiệm, đưa ra kết luận (Giá trị thực nghiệm của phân tử H₂O(g) là – 241,8 kJ/mol)

Xem đáp án

Lời giải

Kết quả tính nhiệt tạo thành của phân tử H₂O bằng cách sử dụng phần mềm MOPAC cho giá trị là -241,83 kJ/mol. Giá trị này gần đúng với giá trị thực nghiệm.

Điều đó cho thấy cách tính toán sử dụng phần mềm MOPAC cũng cho độ chính xác cao.

Câu 4

Từ kết quả độ dài liên kết O-H và góc liên kết H-O-H trong phân tử H₂O, so sánh với giá trị thực nghiệm, đưa ra nhận xét (Độ dài liên kết O-H là 0,97 $\overset{o}{A}$ , góc liên kết H-O-H là 104,5^o)

Xem đáp án

Lời giải

Kết quả tính toán bằng cách sử dụng phần mềm MOPAC:

+ Độ dài liên kết O-H là 0,96 $\overset{o}{A}$

+ Góc liên kết H-O-H là 105,4^o

Kết quả này gần đúng với giá trị thực nghiệm.

Điều đó cho thấy cách tính toán sử dụng phần mềm MOPAC cũng cho độ chính xác cao.

Câu 5

Thực hành tạo file dữ liệu

a) (C₂H₆.mop)

b) (C₃H₈.mop)

Tối ưu hóa cấu trúc của phân tử và tính nhiệt tạo thành của phân tử C₂H₆, C₃H₈bằng phương pháp PM7

Xem đáp án

Lời giải

a) (C₂H₆.mop)

Thực hành tạo file dữ liệu a) (C2H6.mop) b) (C3H8.mop) (ảnh 1)

Bước 2: Trong 3D viewer vào menu file, chọn Save as, đặt tên file C2H6.mop (save as file chọn MOPAC Z Maxtrix).

Bước 3: Nhấp chuột phải lên file C2H6.mop → Open with Notepad → Thêm lệnh OPT ENPART (Xác định cấu trúc và năng lượng). Sau đó lưu lại.

Thực hành tạo file dữ liệu a) (C2H6.mop) b) (C3H8.mop) (ảnh 2)

Bước 5: Xem xét dữ liệu xuất

Mở file C2H6.out bằng notepad. Ở đầu của cửa sổ output có thông tin như sau

Ở cuối cửa sổ output có thông tin như sau:

Kết quả cho biết phép tính đã được thực hiện tố và cung cấp một số dữ liệu thống kê về phép tính.

Bước 6: Diễn giải dữ liệu xuất

Phần kết quả:

Kết quả cho biết nhiệt tạo thành (FINAL HEAT OF FORMATION) của phân tử C₂H₆(ở điều kiện chuẩn theo tính toán) là xấp xỉ -71,85 kJ/mol

Tổng năng lượng phân tử C₂H₆ (ETOT (EONE + ETWO)) là -326,9216 eV.

Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE) của phân tử C₂H₆ trong file C2H6.out được thể hiện như hình dưới.

b) (C₃H₈.mop)

Bước 1: Sử dụng kết quả từ phần mềm ChenSketch ở Bài 8 cho phân tử C₃H₈. Sau khi vẽ xong, chọn Tool, chọn 3D Optimization. Sau đó chọn nút 3D Viewer để nhận được cấu trúc 3D của phân tử.

Bước 2: Trong 3D viewer vào menu file, chọn Save as, đặt tên file C3H8.mop (save as file chọn MOPAC Z Maxtrix).

Bước 3: Nhấp chuột phải lên file C3H8.mop → Open with Notepad → Thêm lệnh OPT ENPART (Xác định cấu trúc và năng lượng). Sau đó lưu lại.

Thực hành tạo file dữ liệu a) (C2H6.mop) b) (C3H8.mop) (ảnh 3)

Bước 4: Nhấp đúp chuột trái lên file C3H8.mop, chương trình sẽ chạy và cho 2 file mới xuất hiện là C3H8.out và C3H8.arc. Nếu không thấy kết quả thì nhấn chuột phải lên file C3H8.mop → open with MOPAC2016 nằm trong thư mục D:\MOPAC2016

Bước 5: Xem xét dữ liệu xuất

Mở file C3H8.out bằng notepad. Ở đầu của cửa sổ output có thông tin như sau

Ở cuối cửa sổ output có thông tin như sau:

Kết quả cho biết phép tính đã được thực hiện tố và cung cấp một số dữ liệu thống kê về phép tính.

Bước 6: Diễn giải dữ liệu xuất

Phần kết quả:

Kết quả cho biết nhiệt tạo thành (FINAL HEAT OF FORMATION) của phân tử C₃H₈(ở điều kiện chuẩn theo tính toán) là xấp xỉ -96,59 kJ/mol

Tổng năng lượng phân tử C₃H₈ (ETOT (EONE + ETWO)) là -476,9317 eV.

Độ dài liên kết (BOND LENGTH) và góc liên kết (BOND ENGLE) của phân tử C₃H₈trong file C3H8.out được thể hiện như hình dưới.

Câu 6