Tài liệu ôn HSG hoá 10,11,12-2010

CHỦ ĐỂ BỒI DƯỠNG HSG CẤU TẠO NGUYấN TỬ Cõu 1:1/ Hãy dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn các trường hợp số lượng electron trong một obitan nguyên tử.. Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt proto

CHỦ ĐỂ BỒI DƯỠNG HSG CẤU TẠO NGUYấN TỬ Cõu 1:

1/ Hãy dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn các trường hợp số lượng electron trong một obitan nguyên

tử

2 Mỗi phân tử XY3 có tổng các hạt proton, nơtron, electron bằng 196; trong đó, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60, số hạt mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y là

76

a) Hãy xác định kí hiệu hoá học của X,Y và XY3

b) Viết cấu hình electron của nguyên tử X,Y

c) Dựa vào phản ứng oxi hoá - khử và phản ứng trao đổi, hãy viết phương trình phản ứng (ghi

rõ điều kiện, nếu có) các trường hợp xảy ra tạo th ành XY3.

Đỏp ỏn

1 Có ba trường hợp: hoặc hoặc Obitan nguyên tử trống có 1 e có 2 e

2 a) Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt không mang điện) của X là Nx , Y là Ny Với XY3 , ta có các phương trình:

2Al + 3 CuCl2 = 2 AlCl3 + 3 Cu Al2O3 + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2O

Al(OH)3 + 3 HCl = AlCl3 + 3 H2O

Al2S3 + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2S NaAlO2 + 4 HCl = AlCl3 + NaCl + 2 H2O

Al2(SO4)3 + 3 BaCl 2 = 2 AlCl3 + 3 BaSO4 ↓

Vị trớ của C: STT 17, chu kỡ 3, nhúm VII A C là Clo

3 CTCT X Cl - N = O

NOCl ở trạng thỏi lỏng cú tớnh dẫn điện vậy trong chất lỏng phải cú cỏc ion NO+ và Cl- Do đú trong phõn tử NOCl

cú liờn kết ion và liờn kết cộng húa trị

Câu 3:

Trong hạt nhân của M có N – Z = 4 và của X có N’ = Z’ Tổng số proton trong MXx là 58

Xác định công thức phân tử của A

Đáp án

M = Z + N

= N – 4 + N = 2N – 4Khối lượng nhóm xX = x (Z’ + N’) = 2Z’x

% X = 100% - 46,67% = 53,33%

875 , 0 33 , 53

67 , 46 '

2

4 2







x Z

4 2







N N

b Xác định CTCT XYn và cho biết kiểu lai hóa của nguyên tố X dạng hình học của XYn.

c Viết phương trình phản ứng giữa XYn với P2O5 và với H2O

I.2)

a Tại sao SiO2 là một chất rắn ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 1973K trong khi đó CO2 lại là chất khí

ở nhiệt độ phòng nóng chảy ở 217K

b Chất dicloetilen (C2H2Cl2) có ba đồng phân ký hiệu X,Y,Z

- Chất X không phân cực còn chất Z phân cực

- Chất X và chất Z kết hợp với Hidro cho cùng sản phẩm

X (họăc Z) + H2  Cl - CH2 - CH2 – Cl

Viết công thức cấu tạo X, Y, Z

Chất Y có momen lưỡng cực không ?

n (Ny – Py) = 5 ( 5) 2Py – ny = 16 (6) => Ny = 2Py - 16 n(Py – 16) = 5

Py =

5 16n n

Cl Cl

Cl Cl

2) Cho 18,6 gam hỗn hợp R gồm A và B vào 500ml dung dịch HCl xM Khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung

dịch thu được 34,575 gam chất rắn Nếu cũng cho 18,6 gam hỗn hợp R vào 800ml dung dịch HCl trên, sau khiphản ứng xảy ra hoàn toàn, cô cạn dung dịch thì được 39,9 gam chất rắn Hãy:

a) Tính khối lượng của A, B trong Rb) Tính x

1) Đặt số proton, nơtron, electron của A là p, n, e

Đặt số proton, nơtron, electron của B là p’,n’, e’

39,9 – 34,575 = 5,325 gam, chất rắn: muối

⇒ TN2: hỗn hợp R tan hết ⇒ { 65a+56b=18,6 136a+127b=39,9 ⇔ { a=0,2 b=0,1

Trong TN1: cịn dư R, hết HClĐặt trongTN1: nZn phản ứng = z mol, nFe phản ứng = t mol

Từ phương trình (1), (2): nHCl = 2(z + t)

Ta cĩ: mmuối = (136z + 127t) gam

mrắn = mmuối + mR chưa tan hết

Ta cĩ: 136z +127t + (13 - 65z) + (5,6 - 56t) = 34,57571(z + t) = 15,975

Hợp chất A tạo bởi 2 ion M2+ và XOm 

Tổng số hạt electron trong A là 91 trong ion XOm 

có 32 electron Biết trong M có số nơtron nhiều hơn số prôton là 6 hạt X thuộc chu kỳ 2 và có số nơtron bằng số prôton

a Xác định công thức phân tử của A

b Cho m gam hỗn hợp gồm: A và NaCl Điện phân dung dịch hỗn hợp trên với điện cực trơ, có màng ngănđến khi nước bắt đầu bị điện phân ở cả 2 điện cực thì ngừng điện phân Ở anốt thu được 4,48 lít khí ởĐKTC và dung dịch sau điện phân hòa tan vừa hết 16,2 gam ZnO Tính m?

Gọi PX, NX lần lượt là số proton và nơtron của X

PY, NY lần lượt là số proton và nơtron của Y

a Xác định số khối và tên nguyên tố X, Y Cho biết bộ bốn số lượng tử của e cuối cùng trên X, Y

b Biết X, Y tạo với nhau hai hợp chất là A, B Viết cấu trúc hình học và cho biết trạng thái lai hoá của nguyên

tử trung tâm của A, B

c Viết các phương trình phản ứng giữa A với P2O5 và với H2O

Viết các phương trình phản ứng giữa B với O2 và với H2O

Mặt khác: 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 là 1s2 2s22p63s23p5, nên e cuối cùng có bộ bốn số lượng tử là: n = 3; l =1; m = 0, s = -1/2 * Xác định đúng mỗi chất 0,5 đ, đúng một bộ bốn số lượng tử 0,25 đ b (1 đ) Cl A: PCl5; B: PCl3 Cl Cấu tạo của A: (0,5đ) Cl P - PCl5 có cấu trúc lưỡng tháp tam giác - Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3d

Cl Cl Cấu tạo của B: (0,5đ)

- PCl3 có cấu trúc tháp tam giác P - Nguyên tử P ở trạng thái lai hoá sp3 Cl Cl Cl

c Đúng mỗi pt: 0,125 đ 3 PCl5 + P2O5 = POCl3 PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5 HCl 2PCl3 + O2 = POCl3 PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3 HCl Đáp án (1) Ta có:  mo - mH = 6  mo = 7  mo + mH = 8  mH = 1 R là phi kim thuộc nhóm VIIA 1,0đ 0,5đ 0,25đ Câu 8: (1) Nguyên tố R thuộc nhóm nào ? phân nhóm nào trong bảng hệ thống tuần hoàn ? Nguyên tố R là kim loại hay phi kim ? Biết số oxi hoá của nguyên tố R trong hợp chất oxit cao nhất là mo, trong hợp chất với hidro là mH và:  mo - mH = 6 (2) Xác định nguyên tố R, biết trong hợp chất với hidro có %H = 2,74% về khối lượng Viết CTPT oxit cao nhất của R và hợp chất của R với hidro (3) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau đây: NaRO + SO2 + H2O  ………

HRO + I2 + H2O  ………

FeR3 + SO2 + H2O  ………

KRO3 + HI  ………

R là nguyên tố trên (câu 2)

Đáp án

a)Vì 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ nên 2 nguyên tố có cùng số lớp electron

( cùng n ) Mà tổng ( n + l ) của B lớn hơn tổng ( n + l ) của A là 1 nên:

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của A, B là:

a)Xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.

b)Viết cấu hình electron và xác định tên của A, B

Câu 10:

A, B là 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn trong 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 của bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng của cation A a+ là 3,5.

a)Xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A, B.

b)Viết cấu hình electron và xác định tên của A, B

Lấy chất rắn không tan cho vào dung dịch HCl dư thu được 0,275 mol H2

Tính % khối lượng các chất A, B, C trong 11,15 gam hỗn hợp X

1) Đặt số nơtron của A, B, C lần lượt là : n1, n2, n3

Đặt số proton của A, B, C lần lượt là : p, p + 1, p + 2

Ta có :

3p + 3 + (n1 + n2 + n3) = 743p + 3  n1 + n2 + n3  1,53 (3p + 3)

NaNhận

Vì A, B, C là kim loại nên ta nhận p = 11  Na

2) Đặt a, b, c lần lượt là số mol của Na, Al, Mg trong hỗn hợp

Hòa tan X (A, B, C) vào H2O :

1/ ZA ; ZB < 105  7ZA < 105  ZA < 15  ZA thuộc chu ký nhỏ ( chu kỳ đầu )

Gọi : nA ; nB là số lớp e của A ; B nA = qB

qA ; qB là số e hóa trị A ; B nA = qB

nB < 3  qB < 3  B là kim loại.

ZB = 7ZA  nB > nA ; 4 < nB < 7  4 < qA < 7  A là phi kim.

Nguyên tố A ZA nA qA Nguyên tố B ZB NB qB

2/a) Kí hiệu số p, n, e trong nguyên tử X là Z, N, E theo đầu bài ta có :

Z + N + E = 52 (Vì nguyên tử trung hòa điện

Câu 11:

1/ Hai nguyên tố A, B tạo thành hợp chất X Khi đốt nóng đến 8000C tạo ra đơn chất A Số electron hóa trị trong nguyên tử nguyên tố A bằng số lớp electron nguyên tử nguyên tố B Số electron hóa trị trong nguyên tử nguyên tố B bằng số lớp electron nguyên tử nguyên tố A Diện tích hạt nhân của nguyên tử B gấp 7 lần của nguyên tử A.

Xác định nguyên tố A, B và công thức phân tử của hợp chất X.

2/ Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của hai nguyên tố M và X lần lượt bằng 82

và 52 M và X tạo thành hợp chất MXa, trong phân tử của hợp chất đó có tổng số proton của các nguyên tử bằng 77.

a/ Hãy cho biết 4 số lượng tử ứng với electron chót của M và X.

b/ Xác định vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

c/ Xác định công thức phân tử của MXa.

Z = E)

 2Z + N = 52  N = 52 – 2Z Đối với các nguyên tố bền (trừ hidro) : Z < N < 1,52 Z  Z < 52 – 2Z <

X thuộc chu kỳ 3, các nguyên tố thuộc chu kỳ 3 có tỷ lệ : N : Z < 1,22

Vậy chọn Z = 17, X là Clo.

Kí hiệu số p, n, e trong nguyên tử M là Z’, N’, E’ theo đầu bài ta có :

 2,92 < a < 3,16 , a nguyên do đó chọn a = 3

 Z’ = 77 – 17.3 = 26 Vậy M là Fe.

Vậy cấu hình electron của Clo : 1s22s22p63s23p5  ⇅ ⇅ ⇅ ↑

* Bốn số lượng tử e chót của Clo là : n = 3 ; l = 1 ; m = 0 ; s = -1/2

* Vị trí của clo trong BTH : - Chu kỳ 3 ; phân nhóm chính nhóm VII

Vậy cấu hình electron của Fe : 1s22s22p63s23p63d64s2

 ⇅ ↑ ↑ ↑ ↑ ⇅

* Bốn số lượng tử e chót của Fe là : n = 3 ; l = 2 ; m = -2 ; s = -1/2

* Vị trí của Fe trong BTH : - Chu kỳ 4 ; phân nhóm phụ nhóm VIII

c) Công thức phân tử là : FeCl3

Đáp án

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.

Câu 12:

Cho hai nguyên tử A và B cĩ tổng số hạt là 65 trong đĩ hiệu số hạt mang điện và khơng mang điện là

19 Tổng số hạt mang điện của B nhiều hơn của A là 26.

a) Xác định A, B; viết cấu hình electron của A, B và cho biết bộ 4 số lượng tử ứng với electron sau cùng trong nguyên tử A, B.

Cl Be Cl

Cl Be Cl

Cl Be Cl

ZB = 17  B là Cl 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 chính nhóm II.

Tương tự cho Cl: ô thứ 17, chu kỳ 3, phân nhóm chính nhóm VII.

.

.:Be:Cl

:

(1đ) Hình dạng hình học của phân tử: đường thẳng

Trạng thái lai hoá : sp

d) Khi tạo thành phân tử BeCl2 thì nguyên tử Be còn 2 obitan trống; Cl đạt trạng thái bền vững và còn có các obitan chứa 2 electron chưa liên kết do đó nguyên tử clo trong phân tử BeCl2 này sẽ đưa ra cặp electron chưa liên kết cho nguyên tử Be của phân tử BeCl2 kia tạo liên kết cho-nhận Vậy BeCl2 có khuynh hướng polime hoá: (1đ)

1/ Cấu hình electron ngoài cùng của nguyên tố X là 5p5 Tỷ số nơtron và điện tích hạt nhân bằng 1,3962 Số nơtron của

X bằng 3,7 lần số nơtron của nguyên tử thuộc nguyên tố Y Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X thì thu được18,26 gam sản phẩm có công thức là XY Hãy xác định điện tích hạt nhân Z của X và Y và viết cấu hình electron của

Y tìm được

2/ Hãy cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học của hợp chất XCl3

I.1.2 X có 7 electron ở lớp ngoài cùng, còn obitan d trống nên trong hợp chất XCl3 X lai hóa sp3d, dạng hình học làchữ T

ClX

Phân tử, iôn Trạng thái lai hoá cuả nguyên

tử trung tâm Cấu trúc hình học

hoà cuả oxi và dùng 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 cấu tạo: :C O:

+ CO có moment lưỡng cực bé vì trong phân tử có liên kết phối trí ngược cặp electron của nguyên tử oxi cho sang obitantrống cuả nguyên tử cacbon làm giảm độ phân cực của liên kết nên làm giảm moment lưỡng cực

I.2 Cho biết trạng thái lai hoá và cấu trúc hình học của các phân tử và ion sau: ZA2, AX2, AX32-, AX42-.

I.3 Bằng 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

I.4 Giải thích vì sao AX32- lại có khả năng hoà tan A tạo thành A2X32-

+ Sự hình thành liên kết trong phân tử Fe(CO)5

Fe (Z = 26) [Ar] 3d6 4s2 4p0

Fe* [Ar] 3d8 4s0 4p0

Tỉnh: Lâm Đồng

Trường: THPT chuyên Thăng Long - Đà lạt

Mơn: Hố học khối 10

Giáo viên biên soạn: Nguyễn Thành Anh

của nguyên tử S tạo liên kết cho nhận

S

O O

O O

Trường hợp nào phù hợp hãy cho biết vị trí của ngtố đó trong bảng tuần hoàn,tính chất hoá học đặc

trưng.Viết pứ minh hoạ

2 Xét ngtử của ngtố có electron cuối cùng có bộ 4 số lượng tử:

Có tồn tại những cấu hình này không?Vì sao?

3 Cho biết trạng thái lai hoá của ngtử trung tâm và dạng hình học của các phân tử sau :

H2O , H2S , H2Se , H2Te

- Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần độ lớn góc liên kết và giải thích sự sắp xếp đó

- Tại sao ở điều kiện thường H2O ở thể lỏng,còn H2S , H2Se , H2Te ở thể khí?

- Hãy sắp xếp theo chiều tăng dần tính khử của các chất trên.Giải thích

1.a.Không thoả mãn,vì ml > l

b.Thoả mãn :2p4 Cấu hình e :1s22s22p4 STT :8, chu kì 2 , nhóm VIA

Tính chất đặc trưng : tính oxi hoá O2 +4e  2

2

O

Ví dụ : 4Na + O2 = 2Na2O

a Không thoả mãn,vì n = l ( l = n-1 )

d.Thoả mãn :3p6 Cấu hình e :1s22s22p63s23p6 STT :18, chu kì 3 , nhóm VIIIA

Ngtố này có cấu hình bền nên không tham gia tương tác hoá học

2 Cấu hình 3d34s2 : tồn tại

Cấu hình 3d94s2 : không tồn tại, chuyển sang cấu hình bền 3d104s1

3 -Trong các phân tử H2O , H2S, H2Se, H2Te; O, S, Se, Te (R) ở trạng thái lai tạo sp3, phân tử có cấu tạo dạnggóc :

Thứ tự tăng dần góc liên kết là : H2Te , H2Se, H2S, H2O

- Ở điều kiện thường nước ở thể lỏng là do các phân tử nước có khả năng tạo liên kết H liên phân tử :

O  H O  H

H H

- Trong các phân tử H2R , R đều có số oxi hoá -2, tuy nhiên từ O đến Te bán kính R lại tăng lên  khả năng cho e tăng từ O đến Te, tức là tính khử tăng theo thứ tự H2O, H2S, H2Se, H2Te

ĐÁP ÁN

Số khối của nguyên tử M: p + n = 2p + 4

Số khối của nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’

Câu 15:

Hợp chất Z được tạo bởi hai nguyên tố M, R cĩ cơng thức MaRb trong đĩ R chiếm 6,667% về khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M cĩ n = p + 4, cịn trong hạt nhân của R cĩ p’=n’, trong đĩ n, p, n’, p’ là số nơtron và proton tương ứng của M và R

Biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z = 84 và a + b = 4

Tìm cơng thức phân tử của Z

% khối lượng R trong MaRb =

2p 'b 6, 667 1 a(2p 4) 2p 'b    100  15

p (2) p 'b ap 15

Cấu hình electron lớp ngoài cùng: 6s2 4f14 5d10 6p2

Cấu hình electron của X: Xe 6s2 4f14 5d10 6p2  ZX = 82

Bảo toàn số khối: 206 + 4x = 238  x= 8

Bảo toàn điện tích: 82 + 2x - y = 92 y = 6

Câu 16:

Tìm số hạt  và  được phóng ra từ dãy phóng xạ bắt đầu bằng 23892U để tạo thành nguyên tố X Biết rằng nguyên tử

của nguyên tố X có bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng là n=6, l=1, m=0 và s=+1/2; Tỷ lệ giữa số hạt không mangđiện và số hạt mang điện trong hạt nhân nguyên tử X là 1,5122

I.2 Ion A3B2- và A3C2- lần lượt có 42 và 32 electron

I.2.1 Tìm 2 nguyên tố B và C ( số hiệu nguyên tử, tên, ký hiệu )

I.2.2 Dung dịch muối của A3B2- và A3C2- khi tác dụng với axit clohidric cho khí D và F tương ứng

- Mô tả dạng hình học của phân tử D và E

- Nêu phương pháp hóa học phân biệt D và E

- Khí nào trong 2 khí đó có thể kết hợp với O2 ? Tại sao?