Công phá hóa Chương 2 định luật bảo toàn, liên kết hóa học

Đề bài cho phần trăm các nguyên tố trong hợp chất với Hidro hoặc oxit cao nhất yêu cầu xác định nguyêntố chưa biết thì ta lập phương trình phần trăm tìm số khối của nguyên tố cần tìm.. S

CHƯƠNG 2:

ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN – LIÊN KẾT HÓA HỌC

A KIẾN THỨC CƠ BẢN

1 Cấu trúc cơ bản bảng tuần hoàn hóa học

a Số thứ tự: Số thứ tự = số điện tích hạt nhân Z = Số proton = Số electron

b Nhóm: là tập hợp các nguyên tố có cấu hình electron tương tự nhau do đó tính chất hóa học tương tự

nhau

Nhóm A: Gồm các nguyên tố mà electron hóa trị đang xây dựng trên phân lớp s hoặc p

Nhóm B: Gồm các nguyên tố mà electron hóa trị đang xây dựng trên phân lớp d

c Chu kỳ: gồm những nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron (với số lớp electron là

A PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN ĐIỂN HÌNH

1 Một số dạng bài tập cơ bản về quy luật bảng tuần hoàn hóa học

a Nếu đề bài cho 2 nguyên tố cùng một nhóm thuộc 2 chu kì liên tiếp thì ta phải xét các trường hợp sau:

* Nếu A và B là 2 nguyên tố thuộc 2 chu kì liên tiếp (ZA<ZB ) thì:

- Trường hợp 1: A và B thuộc chu kì nhỏ thì ta có: ZB−ZA =8

- Trường hợp 2: A và B thuộc chu kì lớn thì ta có: ZB−ZA =18

- Trường hợp 3: B thuộc chu kì lớn và A thuộc chu kì nhỏ thì:

⇒ Có tất cả 3 trường hợp nhưng chúng ta chỉ cần xét 2 giá trị hiệu số hiệu nguyên tử: B A

* Nếu đề cho 2 nguyên tố A và B cùng một chu kì thuộc 2 phân nhóm kế tiếp nhau thì ta có: ZB−ZA =1

* Nếu đề cho 2 nguyên tố A và B thuộc 2 chu kì kế tiếp (trong đó ZA <ZB ) đồng thời thuộc 2 phân nhóm

kế tiếp sẽ có các trường hợp sau:

+ Nếu A và B thuộc chu kì nhỏ thì ZB−ZA∈{7;9}

+ Nếu A và B thuộc chu kì lớn thì ZB−ZA∈{17;19}

+ Nếu A thuộc chu kì nhỏ và B thuộc chu kì lớn thì ZB−ZA∈{7;9;17;19}

STUDY TIP: Nếu đề bài cho tổng số điện tích của 2 nguyên tố A và B thì ta có thể dựa vào đó để xác

định nhanh bài đó thuộc trường hợp nào từ đó nhanh chóng xác định được hiệu số hiệu nguyên tử cần xéttránh mất thời gian vào những trường hợp không đúng:

Nếu ∑Z 32≤ thì thuộc trường hợp (1): ZB−ZA =8

Nếu ∑Z 32> thì thuộc trường hợp (2): ZB−ZA =18

b Nếu đề bài cho 2 nguyên tố A và B thuộc cùng một chu kì với A thuộc nhóm xA (với x∈{ }I, II ) và

B thuộc nhóm yA (với y∈{III, IV, V, VI, VII, VII} ) thì ta có:

- Trường hợp 1: A và B thuộc chu kì nhỏ thì ta có ZB−ZA = −y x

- Trường hợp 2: A và B thuộc chu kì lớn thì ta có ZB−ZA= − +y x 10

2 Một số dạng bài tập cơ bản về hợp chất với hidro và oxit cao nhất

Đề bài cho phần trăm các nguyên tố trong hợp chất với Hidro hoặc oxit cao nhất yêu cầu xác định nguyên

tố chưa biết thì ta lập phương trình phần trăm tìm số khối của nguyên tố cần tìm

Chú ý: Với một số bài ta chưa xác định được hóa trị thì đưa về phương trình chứa 2 ẩn rồi biện luận theo

giá trị của hóa trị

4 100.d.Nπ

a

3.(%dac)MR

4 d.Nπ

=

Trong đó: a: phần trăm thể tích nguyên tử

D: khối lượng riêng Na = 6,02.1023 là số Avogadro

Bài toán tổng quát: Xác định bán kính nguyên tử gần đúng của X Cho khối lượng riêng của X bằng d

(g/cm3) Phân tử khối của X là M(g/mol) Biết rằng trong tinh thể các nguyên tử trên chỉ chiếm a% thểtích, còn lại là các khe trống Cho Na = 6,02.1023

4 100 d Nπ

×

=

STUDY TIP: + Đối với các dạng toán yêu cầu d (khối lượng riêng) hoặc M (phân tử khối) thì ta cũng áp

dụng công thức trên và thay số vào để tìm

+ Đối với đơn vị bán kính:

Bài 1: A và B là 2 nguyên tố thuộc cùng một phân nhóm và thuộc 2 chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn

hóa học Biết ZA+ZB =32 (Z là số hiệu nguyên tử và ZA<ZB) Số đơn vị điện tích hạt nhân A và B lầnlượt là:

Lời giải

Ta có ZA+ZB =32⇒ thuộc trường hợp (1)

Bài 2: Nguyên tố tạo hợp chất khí với hidro có công thức là RH3 Trong oxit cao nhất của R, nguyên tố

Oxi chiếm 74,07% khối lượng Xác định nguyên tố đó

Lời giải

Công thức hợp chất với hidro của R là RH3 nên hóa trị của R là III

Do đó hóa trị của R trong oxit cao nhất là 5 ⇒ Công thức Oxit cao nhất là R2O5

Theo giả thiết ta có: O

Gọi n là hóa trị của R trong oxit cao nhất ⇒ Công thức Oxit cao nhất là: R2On

Theo giả thiết ta có %mR 2R 0, 4 1, 2R 6, 4n R 16

Bài 4: Hai nguyên tố X và Y cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, X thuộc nhóm

IIA, Y thuộc nhóm IIIA (Z + Z = 51) Phát biểu nào sau đây đúng?X Y

A Kim loại X không khử được ion Cu2+ trong dung dịch

B Ở nhiệt đọ thường X không khử được H2O.

C Hợp chất với oxi của X có dạng X2O7.

D Trong nguyên tử nguyên tố X có 25 proton.

Lời giải

Đây là một bài không khó nhưng sẽ rất dễ sai nếu như các bạn không nắm vững cấu trúc cơ bản của bảngtuần hoàn

Theo như phần phương pháp, ta sẽ xét hai trường hợp sau:

- Nếu X và Y thuộc chu kì nhỏ thì ta có

Y Y

Nếu X và Y thuộc chu kì lớn thì ta có

A đúng: Ca không khử được ion Cu2+ trong dung dịch vì khi cho Ca vào dung dịch chứa Cu2+ thì Ca phảnứng với H2O có trong dung dịch trước:

2

Ca 2H O+ →Ca ++2OH−+H ↑

Sau đó Cu2+ sẽ phản ứng với OH-: Ca H O+ 2 →Ca(OH)2+H2

B sai: Ở nhiệt độ thường Ca khử được H2O: Ca H O+ 2 →Ca(OH)2+H2

C sai: Hợp chất của Ca với oxi là CaO

D sai: Trong nguyên tử Ca có 20 proton

Đáp án A.

STUDY TIP: Với các dạng bài tập mà đề bài cho 2 nguyên tố thuộc cùng 1 chu kì và cho tổng số proton

của 2 nguyên tố thì: Nếu tổng số hiệu nguyên tử của hai nguyên tố nhỏ hơn hoặc bằng 35 thì 2 nguyên tố

đó thuộc chu kì nhỏ còn nếu tổng số hiệu nguyên tử của hai nguyên tố lớn hơn 35 thì chúng thuộc chu kìlớn

Nhiều bạn sẽ tự hỏi tại sao lại có chú ý trên và từ cơ sở nào lại có thể khẳng định được điều đó?

Thật vậy, ta chỉ cần lấy tổng số proton của 2 nguyên tố có số prton lớn nhất thuộc chu kì nhỏ để làm mốc

so sánh Cụ thể ở đây là Cl (Z=17) và Ar (Z=18)

Bài 5: X và Y là 2 nguyên tố ở 2 phân nhóm kế tiếp nhau có tổng số proton bằng 23 (ZX < ZY) Có bao

nhiêu cặp X và Y thỏa mãn điều kiện trên:

Trường hợp 1: X thuộc chu kì 3 ⇒Zx =11(Na)⇒ZY =12(Mg)(thỏa mãn)

Trường hợp 2: X thuộc chu kì 2 ⇒ ≤3 Zx ≤10⇒ ≤13 ZY≤20

⇒ Y thuộc chu kì 3 hoặc chu kì 4

+ Với Y thuộc chu kì 3 thì ta có

Cả hai kết quả thu được đều thỏa mãn

+ Với Y thuộc chu kì 4 thì ta có Y x

Kết quả thu được cũng thỏa mãn

- Trường hợp 3: X thuộc chu kì 1: Y x

Đáp án D.

Phân tích: Với bài này không thể sử dụng tổng xét xem X và Y thuộc chu kì nào Khá bối rối khi có quá

nhiều trường hợp cần phải xét Ta có thể làm gì chỉ với tổng số proton Khi đó, còn một công cụ hữu hiệunữa giúp ta giải quyết nhanh các dạng toán liên quan đến tổng số hiệu nguyên tử, đó là giá trị trung bình

Nhận xét: Đây là một bài toán hóa học rất hay tích hợp các dạng toán và phương pháp giải các dạng toán

về bảng tuần hoàn hóa học Qua bài này, các bạn có thể phần nào hệ thống lại kiến thức ở phần lí thuyết

và phương pháp giải

Bài 6: Cho 4,104 gam hỗn hợp hai oxit kim loại A2O3 và B2O3 tác dụng vừa đủ với 1 lít dung dịch HCl

0,18M (phản ứng xảy ra hoàn toàn) Dựa vào bảng tuần hoàn hóa học hãy cho biết tên 2 kim loại đó biếtrằng chúng nằm ở 2 chu kì 3 hoặc 4 và cách nhau 12 nguyên tố, trong đó có 1 nguyên tố thuộc nhóm IIIA.Tổng số khối của hai kim loại đó là

Lời giải:

Gọi M là nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại A và B

Khi đó công thức oxit chung là M O 2 3

Nhận xét: Hai nguyên tố cách nhau x nguyên tố thì sẽ có hiệu số proton bằng x + 1

Bài 7: Phần trăm khối lượng của nguyên tố R trong hợp chất khí với hidro (R có số oxi hóa thấp nhất) và

trong oxit cao nhất tương ứng là a% và b% với a : b = 11 : 4 Phát biểu nào sau đây đúng?

A Phân tử oxit cao nhất của R không phân cực

B Oxit cao nhất của R ở điều kiện thường là chất rắn

C Trong bảng tuần hoàn R thuộc chu kì 3

D Nguyên tử R (ở trạng thái cơ bản) có 6 electron s

Lời giải

Hợp chất khí với Hidro của R có công thức là RHx ( 4 x 1≥ ≥ )⇒ Oxit cao nhất của R là R O2 8 x− Theo

đề bài ta có:

A đúng: Do CO2 có cấu trúc mạch thẳng O – C – O nên lực hút của nguyên tử Oxi triệt tiêu lẫn nhau ⇒

CO2 có liên kết cộng hóa trị giữa nguyên tử C và O phân cực nhưng phân tử CO2 không phân cực

B sai: Ở điều kiện thường CO2 là hợp chất khí.

C sai: Trong bảng tuần hoàn C thuộc chu kì 2.

D sai: Ở trạng thái cơ bản C có 4 electron s.

Đáp án A

Bài 8: Oxit cao nhất của nguyên tố R có phân tử khối là 60 Phát biểu nào sau đây đúng?

A R tác dụng trực tiếp với Oxi ngay ở nhiệt độ thường

B R phản ứng được với dung dịch kiềm giải phóng khí hidro

C Oxit cao nhất của R tan nhiều trong nước

D Ở trạng thái cơ bản R có 4 electron ở phân lớp ngoài cùng

Lời giải

Thông thường ta hay gọi hợp chất oxit cao nhất của R là R2On nhưng đối với bài này đề bài cho biết phân

tử khối nên để xác định chính xác công thức phân tử của R thì ta không thể gọi như vậy được mà phải xéttừng trường hợp:

TH1: R có hóa trị chẵn: Công thức oxit có dạng ROx

A Sai: Si phản ứng với Flo ngay ở nhiệt độ thường, phản ứng với clo, brom, oxi khi đun nóng và phản

ứng với Cacbon, Nito, Lưu huỳnh ở t0C rất cao

B đúng: Si NaOH H O+ + 2 →Na SiO2 3+H2

C sai: SiO2 không tan trong nước.

D sai: ở TTCB R có 2 electron ở phân lớp ngoài cùng

Đáp án B.

STUDY TIP: Đối với bài này nếu chúng ta gọi công thức oxit cao nhất của R là R2On thì không thể tìm ra

được đáp án vì nếu chúng ta gọi vậy thì phân tử khối của oxit là 120 chứ không phải 60 Do đó các bạncần tỉnh táo và linh hoạt trong việc đặt và gọi công thức để tránh những sai sót không đáng có

Bài 9: Tỉ lệ khống lượng phân tử giữa hợp chất khí với hidro của nguyên tố R với oxit cao nhất của nó là

17 : 40 Xác định nguyên tố R

Lời giải

Gọi n là hóa trị của R trong oxit cao nhất

⇒ Hợp chất khí với Hidro của R có công thức phân tử là RH8-n

Tương tự Bài 8, với bài này chúng ta chưa thể gọi ngay công thức oxit cao nhất là R2Ox được mà phải xéthóa trị của R là chẵn hay lẻ

TH1: R có hóa trị lẻ thì công thức oxit cao nhất của R là R2On

Không có cặp nào thỏa mãn

TH2: R có hóa trị chẵn thì công thức oxit cao nhất của R là ROn

Khi đó R có hóa trị trong hợp chất khí với H là (8 - 2n)

Do đó công thức khí của R với H là RH8-2n

Nhận xét: Với bài này thì ta hoàn toàn có thể dựa vào đáp án để thử Cách này sẽ nhanh hơn rất nhiều so

với việc giải các bước theo phương pháp tự luận

Bài 10: X và Y là những nguyên tố có hợp chất khí với Hidro có công thức là XHa; YHa (phân tử khối của

chất này gấp đôi phân tử khối của chất kia) Oxit cao nhất của X và Y có công thức lần lượt là X2Ob vàY2Ob (phân tử khối hơn kém nhau 34u) Kết luận nào sau đây về X và Y là không đúng biết rằng ZX <ZY

A X và Y đều phản ứng được với oxi khi đun nóng

B Độ âm điện của X lớn hơn độ âm điện của Y

C Trong các phản ứng hóa học, đơn chất của X và Y vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử

D Ở điều kiện thường đơn chất của X là chất khí còn đơn chất của Y là chất rắn.

Lời giải

Vì X và Y đều có cùng dạng công thức hợp chất khí với hidro và oxit cao nhất nên X và Y cùng một phân

Thử lại: thấy Nito và Photpho cùng thuộc nhóm VA ⇒ Thỏa mãn

Vậy X và Y là Nitơ và photpho

A sai: Nitơ phản ứng với oxi ở nhiệt độ khoảng 30000C (tia lửa điện)

B đúng: Trong một phân nhóm khi đi từ trên xuống dưới thì độ âm điện giảm

C đúng: N2; P có số oxi hóa là 0 ở dạng trung gian ⇒ chúng vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tínhkhử;

D đúng: Ở điều kiện thường N2 là chất khí còn P là chất rắn.

Đáp án A.

Bài 11: Khối lượng riêng của Canxi kim loại là 1,55g/cm3 Giả thiết rằng trong tinh thể canxi các nguyên

tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích của tinh thể, phần còn lại là các khe rỗng Bán kính nguyên tửcanxi tính theo lý thuyết là:

Nhận xét: Với dạng toán liên quan đến bán kính nguyên tử thì ta sử dụng ngay công thức ở phần phương

pháp giải để giải nhanh

D BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG

Câu 1: Hợp chất khí với hidro của một nguyên tố là RH3 Oxit cao nhất của nó chứa 43,66% R về khối

lượng Công thức oxit cao nhất của R

Câu 2: Oxit cao nhất của một nguyên tố là YO3, trong hợp chất của nó với hiđro có 5,88% H về khối

lượng Vị trí của Y trong bảng tuần hoàn:

Câu 3: Khi cho 13,8g một kim loại nhóm IA tác dụng với nước thu được 6,72 lít khí (đktc) Tên kim loại

là

Câu 4: X và Y là hai nguyên tố trong cùng một nhóm A và ở hai chu kì liên tiếp của bảng tuần hoàn.

Tổng số proton trong hạt nhân của hai nguyên tử X và Y bằng 30 Cấu hình electron của X là (biết

X Y

M <M )

A 1s22s22p63s23p64s1 B 1s22s22p2 C 1s22s22p63s1 D [Ar]3d54s1

Câu 5: Hai nguyên tố A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, A thuộc nhóm VA Ở trạng

thái đơn chất, A và B không phản ứng với nhau Tổng số proton trong hạt nhân A và B bằng 23 A và B là

Câu 6: Cho 24,95 gam một hỗn hợp hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp và đều thuộc nhóm IIA của

bảng tuần hoàn tác dụng với axit H2SO4 loãng thu được 4,48 lít khí H2 (đktc) Hai kim loại đó là:

Câu 7: Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO3, trong hợp chất của nó với H có 2,47% H về khối lượng.

R là

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp vào nước thu

được 1,12 lít hiđro (đktc) Hai kim loại kiềm đã cho là:

Câu 9: Cho 0,64 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó MO, có số mol bằng nhau, tác dụng hết với

H2SO4 loãng Thể tích khí H2 (đktc) thu được là 0,224 lít Cho biết M thuộc nhóm IIA Xác định M lànguyên tố nào sau đây?

Câu 10: Hai kim loại X và Y đứng kế tiếp nhau trong một chu kỳ có tổng số proton trong hai hạt nhân

nguyên tử là 25 Số electron lớp ngoài cùng của X và Y lần lượt là:

Câu 11: M là kim loại thuộc nhóm IIA Hòa tan hết 10,8 gam hỗn hợp gồm kim loại M và muối cacbonat

của nó trong dung dịch HCl, thu được 4,48 lít hỗn hợp khí A (đktc) Tỉ khối của A so với khí hiđro là 11,5

M là:

Câu 12: Nguyên tố R là một phi kim, tỉ lệ phần trăm khối lượng của R trong hợp chất khí với hidro bằng

0,5955 Cho 4,05 gam một kim loại M chưa rõ hóa trị tác dụng hết với đơn chất R thì được 40,05 gammuối Phân tử khối của muối tạo ra là

Câu 13: Hai nguyên tố X, Y thuộc 2 phân nhóm chính liên tiếp trong bảng tuần hoàn Tổng số electron

trong 2 nguyên tử X, Y bằng 19 (ZY <ZX) Phân tử hợp chất XxYy có tổng số proton bằng 70 Phát biểunào sau đây là đúng:

A Tổng số nguyên tử trong hợp chất XxYy là 5

B Hợp chất XxYy phản ứng được với nước giải phóng chất khí

C Ở trạng thái cơ bản cấu hình electron của Y có 1 electron độc thân

D Ở nhiệt độ thường X phản ứng trực tiếp với Y tạo nên hợp chất XxYy

Câu 14: Cation X2+ có tổng số hạt cơ bản (p, n, e) bằng 80, trong đó tỉ số hạt electron so với hạt nơtron là4/5 Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, nguyên tố X thuộc

A chu kì 4, nhóm VIIIB B chu kì 4, nhóm VIA.

Câu 15: X và Y là hai nguyên tố thuộc cùng một chu kì và thuộc hai nhóm A liên tiếp Số proton của

nguyên tử Y nhiều hơn số proton của nguyên tử X Tổng số hạt proton của nguyên tử X và Y là 33 Nhậnxét nào sau đây về X và Y là đúng

A Đơn chất X là chất khí ở điều kiện thường

B Độ âm điện của X lớn hơn độ âm điện của Y

C Lớp ngoài cùng của nguyên tử Y (ở trạng thái cơ bản) có 5 electron

D Phân lớp ngoài cùng của nguyên tố X (ở trạng thái cơ bản) có 4 electron

Câu 16: Tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử của 2 nguyên tố M và X lần lượt là 58 và 52 Hợp chất MX

có tổng số hạt proton trong phân tử là 36 Liên kết trong MX thuộc loại liên kết nào

C Liên kết cộng hóa trị phân cực D Liên kết cho – nhận

Câu 17: Một hợp chất ion Y được cấu tạo từ ion M+ và ion X- Tổng số hạt electron trong Y bằng 36 Sốhạt proton trong M+ nhiều hơn trong X- là 2 Vị trí của nguyên tố M và X trong bảng tuần hoàn hóa họccác nguyên tố hóa học là

A M: chu kì 3, nhóm IA; X: chu kì 3, nhóm VIIA

B M: chu kì 3, nhóm IB; X: chu kì 3, nhóm VIIA

C M: chu kì 4, nhóm IA; X: chu kì 4, nhóm VIIA

D M: chu kì 4, nhóm IA; X: chu kì 3, nhóm VIIA

Câu 18: Một hợp chất H được tạo từ 2 nguyên tố M và X có dạng (với a, b N *∈ và a + b =5), trong đó,

X chiếm 31,58% khối lượng phân tử Số khối của nguyên tử M gấp 3,25 lần số hạt mang điện trongnguyên tử X và tổng số hạt có trong nguyên tử X đúng bằng số proton trong nguyên tử M Biết tổng sốhạt proton trong H là 72 Tổng số hạt proton, nơtron, electron có trong phân tử là

Câu 19: Một phân tử XY3 có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 196 Trong đó số hạt mang điện

nhiều hơn số hạt không mang điện là 60, hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là 76 hạt.Thực hiện phản ứng X HNO+ 3 →…+NO N O H O+ 2 + 2 Biết nNO: nN O2 =3:1(phản ứng không tạo rasản phẩm khác) Tổng hệ số (nguyên; tối giản) của các chất trong phản ứng trên là

Câu 20: Nguyên tố Y là phi kim thuộc chu kì 3; có công thức Oxit cao nhất là YO3 Nguyên tố Y tạo với

kim loại M hợp chất có công thức MY trong đó M chiếm 63,64% khối lượng Kim loại M là:

Câu 21: Hợp chất A được hình thành từ ion X+ và Y- Phân tử A chứa 9 nguyên tử gồm 3 nguyên tố phikim Biết tỉ lệ nguyên tử của mỗi nguyên tố là 2:3:4 Tổng só proton trong A là 42 và trong Y- chứa 2nguyên tố phi kim cùng chu kì và thuộc 2 phân nhóm chính liên tiếp Khi nói về A phát biểu nào sau đâykhông đúng

A Phân tử khối của A là 1 số chia hết cho 5

B Trong A chỉ chứa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị