BÀI tập hóa đại CƯƠNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH PHỔ THÔNG

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.3 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ DẠNG 1: Xác định cấu tạo nguyên tử của nguyên tố dựa vào cấu hình electron của nguyên tố.. CẤU TẠO NGUYÊN

MỤC LỤC

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG

TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

II PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ.

III XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ

HAY SỰ OXI HÓA.

IV TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG - CÂN BẰNG HÓA

HỌC.

V SỰ ĐIỆN LI – AXIT – BAZƠ- pH CỦA

DUNG DỊCH.

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

3

1) CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

DẠNG 1: Xác định cấu tạo nguyên tử của nguyên tố dựa vào cấu hình

electron của nguyên tố.

Dựa vào nguyên lý Pauli: trên một obitan chỉ có thể có nhiều nhất là hai electron và hai electron này chuyên động tự quay khác chiều nhau xung

quanh trục riêng của mỗi electron.

Nguyên lý vững bền: ở trạng thái cơ bản ,trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d

6p 7s

Có thể dùng tổng n + l để suy ra dãy, xếp theo nhóm có n + l

bằng nhau rồi thứ tự tăng dần n

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

5

Quy tắc Hund:trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.

*Nguyên tử của nguyên tố gồm 3 loại hạt: proton(p), notron(n) và

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

*Một số bài tập liên quan:

Ví dụ 1(bài 5/trang 7 )

82,biết số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22.Kí hiệu nguyên tử của X là gì?

Bài giải:

Các kí hiệu: số proton (p),số notron (n),số electron (e)

Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử của nguyên tố X là 82 nên ta có:

P + n + e = 82 Hay 2p + n =82 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22 nên:

2p – n = 22 (2)

Từ hai phương trình (1) và (2) giải ra ta được :

P= 26 và n=30 Suy ra kí hiệu nguyên tử của X là : 56

26Fe

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

7

Ví dụ 2: ( bài 20/trang 9)

Nguyên tố X (nguyên tố p)không phải là khí hiếm,nguyên tử có phân lớp electron ngoài cùng là 4p Nguyên tử của nguyên tố Y(nguyên tố s) có phân lớp electron ngoài cùng là 4s Biết tổng số electron của hai phân lớp ngoài cùng của X và Y bằng 7 Cấu hình electron cua X và Y lần lượt là ?

A.[Ar]3d 10 4s 2 4p 5 ; [Ar]3d 6 4s 2 B.[Ar]3d 10 4s 2 4p 5 ; [Ar]4s 2

C.[Ar]3d 10 4s 2 4p 6 ; [Ar]4s 1 D.[Ar]3d 10 4s 2 4p 5 ; [Ar]3d 10 4s 2

Bài giải:

Nguyên tố X có phân lớp ngoài cùng là 4p(chứa tối đa 6 electron)

Nguyên tố Y có phân lớp ngoài cùng là 4s( chứa tối đa 2 electron)

Tổng số electron của hai phân lớp ngoài cùng của X và Y bằng 7 nên ta có 2 trường hợp:

Nguyên tố X( có phân lớp ngoài cùng là 4p 6 ) và nguyên tố Y

(có phân lớp ngoài cùng là 4s 1 ).

Loại trường hợp này vì nguyên tố X có cấu hình khí hiếm

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

*Điểm lưu ý của dạng bài tập này là cần phải nắm vững lý

thuyết về cấu tạo nguyên tố s,p,d,f

Đối với nguyên tố s: electron cuối cùng điền vào phân lớp s Đối với nguyên tố p thì electron cuối cùng điền vào phân lớp p

Do đó chúng ta phải xác định rõ electron cuối cùng điền vào phân lớp nào để xác định rõ nguyên tố đó thuộc loại nguyên tố gì?

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

9

2) HỆ THỐNG BẢNG TUẦN HOÀN

I Sơ lược về lý thuyết :

1 Bảng tuần hoàn được xây dựng theo nguyên tắc:

+ Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân

+ Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một hàng (chu kì)

+ Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột (nhóm)

2 Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn:

+ Ô nguyên tử (số thứ tự ô nguyên tử = số hiệu nguyên tử) + Chu kì (có 7 chu kì, số thứ tự của chu k bằng số lớp

electron)

+ Nhóm (có 18 cột chia thành 8 nhóm A và 8 nhóm B)

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

a+b < 8 thì tổng này là số thứ tự của nhóm

a+b = 8 hoặc 9 hoặc 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

a+b = 10 thì tổng (a +b - 10) là số thứ tự nhóm

Lưu ý : với nguyên tử có cấu hình e (n-1)dansb, b luôn luôn là 2,

a lần lượt từ 1 đến 10 trừ hai trường hợp sau:

a+b = 6 thay vì a =4,b=2 thì phải đổi a=5,b=1 (bán bão hòa)

a+b =11 thay vì a=9,b=2 thì phải đổi a=10,b=1(bão hòa)

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

12

2+ Xác định nguyên tố ở nhóm A hay B:

- Electron sau cùng thuộc phân lớp s: nguyên tố s (nhóm A)

- Electron sau cùng thuộc phân lớp p: nguyên tố p (nhóm A)

- Electron sau cùng thuộc phân lớp :nguyên tố d (nhóm B)

- Electron lớp ngoài cùng có 8,9,10 là nguyên tố chuyển tiếp

- Những nguyên tố d đã bảo hòa thì số thứ tự nhóm của chúng bằng

số electron lớp ngoài cùng

4 Bảng biến thiên về sự biến đổi tuần hoàn tính chất các nguyên tố

kính nguyên

tử

Năng lượng ion hóa

Độ âm điện

Ái lực e

Tính phi kim

Tính kim loại

Nhóm A (từ

trên xuống )

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

13

Ví dụ:

Câu 1 Cho các nguyên tố : X(Z = 19); Y(Z =37) ; R(Z = 20) ; T (Z = 12) Dãy các nguyên tố sắp xếp theo chiều tính kim loại tăng dần từ trái sang phải

A T, X, R, Y B T, R, X, Y C Y, X, R, T D Y, R, X, T

Giải

Vì trong một chu kì , từ trái sang phải tính kim loại giảm dần (do độ âm điện của các nguyên tử tăng, khả năng nhận electron tăng) Còn trong một nhóm A, đi từ trên xuống dưới tính kim loại tăng dần

X (Z =19), R (Z = 20) cùng thuộc chu kì 4 nên tính kim loại X lớn hơn tính kim loai R

T ( Z=12), R (Z =20) cùng thuộc nhóm IIA nên tính kim loại T nhỏ hơn tính kim loại R

X (Z =19), Y (Z =37) cùng thuộc nhóm IA nên tính kim loại X nhỏ hơn tính kim loại Y

⇒đá p á n𝐁

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

Trong một chu kì (không xét các nguyên tố d,f), theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân thì:

A Bán kính nguyên tử giảm dần, tính kim loại giảm dần

B Năng lượng ion hóa tăng dần, tính phi kim tăng dần.

C Độ âm điện tăng dần, tính kim loại giảm dần

D Bán kính nguyên tử giảm dần, tính phi kim tăng dần

Trong một nhóm A (trừ nhóm 8), theo chiều tăng dần điện

tích hạt nhân thì:

A Bán kính nguyên tử tăng dần, tính kim loại tăng dần

B Năng lượng ion hóa giảm dần, tính phi kim giảm dần.

C Độ âm điện giảm dần, tính kim loại tăng dần

D Bán kính nguyên tử tăng dần, tính phi kim giảm dần

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

15

Câu 2 Trong một nhóm A, trừ nhóm VIIIA, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì

A Tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần

B Tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần

C Độ âm điện giảm dần , tính phi kim tăng dần

D Tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần

Giải:

Vì trong một nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, đồng thời số lớp electron cũng tăng nên làm bán kính nguyên tử tăng

và chiếm ưu thế hơn nên khả năng nhường electron của các

nguyên tố tăng lên thì tính kim loại tăng và khả năng nhận

electron của các nguyên tố giảm thì tính phi kim giảm

⇒đá p á n D

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

0,0 < 0,4 0,4 < 1,7 1,7

Liên kết cộng hóa trị không cực.

Tinh thể kim loại

Lực liên kết Lực liên kết

có bản chất tĩnh điện

Lực liên kết

có bản chất cộng hóa trị

Lực liên kết

là lực tương tác phân tử

Lực liên kết

có bản chất tĩnh điện

Mối liên hệ giữa độ âm điện và loại liên kết

Lực liên kết trong các loại tinh thể

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

17

Ví dụ

1) Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 , nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 5 Liên kết hóa học giữa nguyên tử X và nguyên tử Y thuộc loại liên kết

A kim loại B cộng hóa trị C ion D cho nhận

Giải:

Ta thấy 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 là cấu hình của nguyên tử Kali

1s 2 2s 2 2p 5 là cấu hình của nguyên tử Flo

I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC.

18

2) Liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử H2O là liên kết

A Cộng hóa trị không phân cực B Hidro.

C Ion D Cộng hóa trị phân cực.

Giải

Trong phân tử nước thì các 2 nguyên tử hiđro sẽ liên kết với 1 nguyên

tử oxi theo liên kết cộng hóa trị Và vì độ âm điện của oxi lớn hơn

hiđro nên đã đẩy 2 nguyên tử hiđro lại gần nhau do đó hình thành 2 đầu trái dấu nhau Đầu của oxi mang điện tích âm còn đầu hiđro mang điện tích dương do đó phân tử nước phân cực và đầu dương của hiđro tạo 1 lực liên kết vandervar với nguyên tử oxi mang điện âm hình

thành liên kết cộng hóa trị Do đó liên kết của nước là liên kết cộng hóa trị phân cực phân cực.

II PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ.

19

Các chất và ion nào sau đây được xếp theo chiều giảm dần tính oxh

A Cu 2+ > Fe 2+ > Cl2>Fe 3+ B Cl2>Cu 2+ >Fe 2+ >Fe 3+

C Cl2>Fe 3+ >Cu 2+ >Fe 2+ D Fe 3+ >Cl2> Cu 2+ >Fe 2+

Hướng dẫn giải: ta cần phải xác định các chất oxh – khử và

chiều thực hiện quy tắc α

⇒đá p á n C

Chủ đề 2: Cân bằng phản ứng oxh-khử

Phản ứng oxh-khử có 1 chất khử

Ví dụ: Trong phản ứng Al + HNO3 Al(NO3)3 + N2O +

Chọn đáp án A

Hướng dẫn : ta xác định số oxh bằng chữ

3) Phản ứng có sự tăng giảm e ở nhiều mức :



S Fe3 2 S4 Cu2

2 4

4) Phản ứng không xác định rõ môi trường

Phương pháp :

Trước tiên cân bằng pứ oxh - khử theo phương pháp thăng bằng

electron.

Sau đó cân bằng cácn guyên tố phương pháp đại số ( nguyên tố này

không cân bằng được bằng phương pháp thăng bằng electron)

Khi gộp nhiều pứ lại cần phân tích để xác định giai đoạn nào là oxh - khử

VD : (KA-2010) Tổng hệ số các chất tham gia của phản ứng:

Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Hướng dẫn:

+ Cân bằng PT theo pứ oxh - khử

5Na2SO3 + 2KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O

4) Phản ứng không xác định rõ môi trường

Thay b=8 vào pt (2) a = 6 thay vào (3) c= 3

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 6NaHSO4 8Na2SO4 + 2MnSO4 +

K2SO4 +3 H2O

+ Cân bằng phương trình bằng phương pháp đại số

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

Phương pháp giải :

Nguyên tắc giải dựa trên cơ sở trong phản ứng oxi hóa khử

Số e chất khử cho = Số e chất oxi hóa nhận

Đối với bài toán phần 2.3 tập trung chủ yếu vào phản ứng

giữa các chất khử ( kim loại, oxit kim loại, các chất, hợp chất

vô có số oxi hóa thấp) với chất oxi hóa (dd H2SO4 đặc ,dd

HNO3…) Ở đây chủ̉ yếu trình bày phương pháp xác định

chất oxi hóa, chất khử của phản ứng với dd H2SO4 đặc, dd

HNO3

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

HÓA

27

1 XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM KHỬ CỦA HNO 3 .

a Dựavàotỉ số giữasố electron nhườngvà số mol sảnphẩmkhử:

Đặt A

Ta có thể dễ dàngthấyrằng A = số mol e N+5 nhậnđể

tạoramộtmolsảnphẩmkhử Cácgiá trị tươngứngcủa A là:

Sản phẩm

Có 2 trường hợp sản phẩm khử cùng có A = 8 là NH4NO3 và N2O tùy

dữ kiện bài chọn sản phẩm Cho biết sản phẩm khí hay muối ta chọn

sản phẩm khử.

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

Ví dụ 1:Hòa tan hoàn toàn 13,92 gam Fe3O4 trong dung dịch

A N2 B N2O C NO D NO 2

Giải:

nFe3O4 = 0,06 mol nsản phẩm khử = 0,448/22,4 = 0,02 mol

1 mol Fe3O4 khi bị oxi hóa hoàn toàn sẽ cho 1 mol electron

 n electron cho = 0,06 mol

A = 0,06/0,02 = 3  Sản phẩm khử là NO

⇒đá p á n C

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

HÓA

29

b Dựa vào tỉ số giữa giữa số mol HNO 3 phản ứng và số mol sản phẩm khử

LƯU Ý:Chỉ áp dụng cho bài toán có dữ kiện cho hỗn hợp kim loại, phi kim hòa tan

hoàn toàn vào dung dịch HNO3 dư, sản phẩm khử không có

Xét cho 1 mol hỗn hợp kim loại hóa trị trung bình là m:

Quá trình oxi hóa: M + mNO  M(NO3 )m + me

Mol:1 1 m

Quá trình khử: aN +5 + a.xe  aN +(5-x)

Mol: a.x.nX a.nX

nHNO3 = Số mol N trong muối + Số mol N trong X = m + a.nX

Mà số mol e nhường = số mol e nhận m = a.x.nX hay nX =

Thay vào biểu thức trên ta được nHNO3 = m +

= ax + a = M

Bảng tỉ lệ số mol HNO3 và sản phẩm khử khí tương ứng

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

-Với N2O và NH4NO3 tùy dữ kiện bài toán xác định:

Ví dụ 2:Cho 37,6 gam hỗn hợp X gồm Cu, Mg, Fe hòa tan hoàn toàn vào dung

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

HÓA

31

c Xác định sản phẩm khử khi có NH 4 NO 3 :

Dấu hiệu nhận biết: cho hỗn hợp X chứa kim loại , oxit kim loại hoặc muối kim loại có số oxi hóa thấp tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3(hỗn hợp có thể tính xác định được thành phần) Cô cạn cho khối lượng muối, hoặc cho biết một sản phẩm khử Y( một hoặc nhiều chât) với số mol tính toán được.

Nếu m muối > m muối do X tạo ra hoặc Số mol e do X nhường > Số mol e

Y nhận sản phẩm có NH 4 NO 3 .

Ví dụ 3:(CĐ-2010)Cho hỗn hợp gồm 6.72 gam Mg và 0,8 gam MgO tác

dụng hết với lượng dư dung dịch HNO3 Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lít mọt khí X (đktc) và dung dịch Y Làm bay hơi dung dịch Y thu được 46 gam muối khan Khí X là:

A NO2 B N2O C NO D N2

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

Giải: n Mg(NO3)2 = nMg + nMgO = 0,28 + 0,02 = 0,3 mol

m Mg(NO3)2 = 44,4 gam < m muối thu được, vậy sản phẩm có NH4NO3

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

HÓA

33

2 XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM KHỬ KHI CHO PHẢN ỨNG H2SO4 ĐẶC:

Tương tự như trong trường hợp phản ứng HNO3 ta có thể lập tỉ số số mol e cho

và số mol sản phẩm khử

LƯU Ý trường hợp hợp chất ban đầu có chứa S ko áp dụng được

Trong trường hợp các sản phẩm khử của lưu huỳnh thông thường chỉ có 1 nguyên

tử S trong phân tử do đó ta chỉ cần lập tỉ sô số mol e cho và số mol sản phẩm khử :

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

HÓA

Ví dụ 4: Câu 5:Một hỗn hợp X gồm 0.04 mol Al và 0,06 mol Mg Nếu đem

X hòa tan hoàn toàn trong HNO3 đặc nóng thu được 0,03 mol sản phẩm Y do

sự khử của N +5 Nếu đem hỗn hợp X đó hòa tan hoàn toàn trong H2SO4 đặc nóng thu được 0,12 mol sản phẩm Z do sự khử S +6 Y và Z lần lượt là:

 Z là SO 2

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

III) XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA SỰ KHỬ HAY SỰ OXI

Vậy số mol Fe3+ và Fe2+ cùng bằng 1  Số e Fe nhường bằng 2.1 + 3.1 = 5 = y

Đáp án D

IV) TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG - CÂN BẰNG HÓA HỌC.

37

Ví dụ 6: Nung a gam sắt với oxi sau một thời gian thu được hỗn hợp 20 gam chất rắn X Hòa tan hoàn toàn X vào dung dịch HNO3 dư thu được 6,72 lít khí NO ở

đktc Tính a?

A 16,8 g B 19,6 g C 19,04 g D 14 g

Giải bài toán trên bằng phương pháp quy đổi và cho nhận xét?

IV) TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG - CÂN BẰNG HÓA HỌC.

Ảnh hưởng của áp suất: đối với phản ứng có chất khí,

khi tăng áp suất, tốc độ phản ứng tăng

Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ phản ứng tăng,

tốc độ phản ứng tăng từ 2-4 lần

Ta có biểu thức: =

: hệ số nhiệt độ, = 2 4

, : vận tốc phản ứng tại nhiệt độ T T

IV) TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG - CÂN BẰNG HÓA HỌC.

Câu 1(câu 3/21): khi tăng nhiệt độ lên 100C, tốc độ

phản ứng tăng lên 2 lần hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ tăng

=> Đáp án B