Đề Thi Hoá vô cơ 1KHTNbộ 3 đềHoá học vô cơ, cấu tử kim loại, sắp xếp tính acid, base, Phương trình phản ứng,thuyết bronsted, trạng thái lai hoá, thế oxi hoá khử1. Đọc tên và viết công thức của các hợp chất sauNaH2PO4Silic oxid diclorurCaSnO3Natri metaphosphatKBF4Calci hypoclorit. Viết cấu trúc điện tử hóa thị của C và Cr. Nhận xét gì về sự khác biệt trong sắp xếp điện tử của 2 nguyên tố này và giải thích lý do.b.Xác định các số oxi hóa có thể có theo quy tắc Mendeleev của C và cho ví dụ một số hợp chất (khác oxihydroxid) của C đối với mỗi số oxi hóa đó.c.Viết công thức và xác định khả năng oxi hóa – khử của các oxid của C. Giải thích.d.Viết các phương trình phản ứng giữa mỗi oxid của C với H2O
Trang 1ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ 1 – 2009 (90 phút)
1 Đọc tên và viết công thức của các hợp chất sau:
2 a Viết cấu trúc điện tử hóa thị của C và Cr Nhận xét gì về sự khác biệt trong sắp xếp điện tử của 2 nguyên tố này và giải thích lý do
b Xác định các số oxi hóa có thể có theo quy tắc Mendeleev của C và cho ví dụ một số hợp chất (khác oxihydroxid) của C đối với mỗi số oxi hóa đó
c Viết công thức và xác định khả năng oxi hóa – khử của các oxid của C Giải thích
d Viết các phương trình phản ứng giữa mỗi oxid của C với H2O
3 Một chất rắn chứa 2 nguyên tố A (M = 40,08) và B (M=19,00) có ô mạng
cơ sở với thông số mạng a = 5,4500Å như hình bên phải
a Tính toán để xác định số lượng nguyên tử của các nguyên tố A và B trong
một ô mạng cơ sở
b Xác định công thức phân tử của chất rắn này
c Tính tỉ trọng d của chất rắn này (N = 6,023×1023)
4 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần của tính acid các dãy hợp chất sau và giải
thích lý do sắp xếp này
5 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau (nếu có phản ứng xảy ra) Trong trường hợp phản ứng
không xảy ra thì phải ghi rõ Không xảy ra.
SO2(k) + F2(k) →
OF2(k) + H2O → ∆ HMnO2O2(dd) + NaOCl(dd) →2(r) + O2(k) + KOH(nc) →∆
Cl2(k) + NaOH(dd) →
6 a Vẽ công thức cấu tạo của các phân tử OF2 và SF6 Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tố trung tâm trong phân tử OF2 và SF6
Công thức cấu tạo
Trạng thái lai hóa
b Xác định xem sự hình thành 2 hợp chất trên có tuân theo quy tắc bát bộ không? Giải thích
7 Dự đoán cấu trúc tinh thể theo loại liên kết (ion, cộng hóa trị, kim loại, Van der Waals hay hỗn tạp) và theo yếu tố không gian (khung, lớp, mạch hay đảo) của CrF3 và CrCl3 So sánh nhiệt độ nóng chảy của 2 hợp chất này (cao hơn, bằng nhau hay thấp hơn) Giải thích lý do của các dự đoán này Cho biết số phối trí của
Cr trong CrF3 và CrCl3 đều là 6
8 Cho biết:
-+ 2H-+ → NO2↑ + H2O E0 = +0,80V (1)
a Tính toán cho biết phản ứng oxi hóa Cu (về Cu2+) của HNO3 (về NO2) có xảy ra hoàn toàn trong môi trường acid ở điều kiện chuẩn không?
b Kết quả sẽ ra sao nếu pH của môi trường phản ứng là 7?
Cấu trúc tinh thể theo loại liên kết
Cấu trúc tinh thể theo yếu tố không gian
Nhiệt độ nóng chảy
Trang 2ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ 1 – 2009 (90 phút)
1 Đọc tên và viết công thức của các hợp chất sau:
Na3[Fe(NH3)3(CN)3] Selen dioxid diclorur
2 a Viết cấu hình điện tử hóa trị rút gọn của nguyên tố S Xác định các số oxi hóa có thể có của S theo quy tắc Mendeleev và cho một hợp chất muối của S làm ví dụ đối với mỗi số oxi hóa đó
b Viết công thức các oxid của S và xác định tính oxi hóa khử của các oxid này Giải thích
c Viết các phương trình phản ứng giữa mỗi oxid của S với H2O
3 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần của tính acid các hợp chất sau và giải thích lý do sắp xếp này
HMnO4, H5IO6, H2CrO4, H2SO4 < < <
4 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần của tính acid các hợp chất sau và giải thích lý do sắp xếp này
5 Một chất rắn chứa 3 nguyên tố A (M= 40,08), B (M = 47,90) và C (M = 16,00)
có ô mạng cơ sở với a = 7,645 như hình bên phải
a Tính toán để xác định số lượng nguyên tử của các nguyên tố A, B và C trong
một ô mạng cơ sở
b Xác định công thức phân tử của chất rắn này
c Tính tỉ trọng d của chất rắn này (N = 6,023×1023)
6 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau (nếu có phản ứng xảy ra) Trong
trường hợp phản ứng không xảy ra thì phải ghi rõ Không xảy ra.
POCl3 + H2O →
SeO2(k) + F2(k) →
Na2SiO3 + NaOH →
HNO3 + SnO →
Cl2(k) + NaOH(dd) →
Tl2O3 + 8HCl(đặc) → H[TlCl2] +
7 a Vẽ công thức cấu tạo của các phân tử SCl4 và SbF6 Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tố trung tâm trong phân tử SCl4 và SbF6
Công thức cấu tạo
Trạng thái lai hóa
b Xác định xem sự hình thành 2 hợp chất trên có tuân theo quy tắc bát bộ không? Giải thích
8 Dự đoán cấu trúc tinh thể theo loại liên kết (ion, cộng hóa trị, kim loại, Van der Waals hay hỗn tạp) và theo yếu tố không gian (khung, lớp, mạch hay đảo) của SnCl2 và SnCl4 So sánh nhiệt độ nóng chảy của hai hợp chất này (cao hơn, bằng nhau hay thấp hơn) Giải thích lý do của các dự đoán này Cho biết số phối trí của Sn trong SnCl2 là 3 và trong SnCl4 là 4
9 Cho biết: H2SO3 pKa1 = 1,87 pKa2 = 7,27
a Viết phản ứng trung hòa chức acid thứ nhất của H2SO3 bằng NH4OH Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên và cho biết phản ứng này có xảy ra hoàn toàn không?
b Viết phản ứng trung hòa chức acid thứ hai của H2SO3 bằng NH4OH Tính hằng số cân bằng của phản ứng trên và cho biết phản ứng này có xảy ra hoàn toàn không?
∆
Cấu trúc tinh thể theo loại liên kết
Cấu trúc tinh thể theo yếu tố không gian
Nhiệt độ nóng chảy
Trang 3ĐỀ THI HÓA VÔ CƠ 1 – 2009 (90 phút)
1 Đọc tên và viết công thức của các hợp chất sau:
cobaltat (III)
2 So sánh tính acid của các hợp chất sau đây và giải thích (1,5đ)
a H3P, H2S, HCl
b HF, HCl, HBr, HI
c H2SiO3, H2SO4, H2CO3, HClO4
3 a Trình bày ngắn gọn quy tắc Mendeleev Áp dụng để xét các số oxi hóa thông thường của Nitrogen, mỗi trường hợp cho 1 ví dụ minh họa (0,75đ)
b Vẽ công thức Lewis các tiểu phân sau (1đ): HCN, I -, BCl , AlCl
Trường hợp nào nguyên tử trung tâm tuân theo quy tắc bát tử? Giải thích
c So sánh góc liên kết, cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các tiểu phân sau, giải thích: H2O, NH3, NH + (0,75đ)
d Tại sao không tồn tại HIO4 mà chỉ tồn tại H5IO6 (0,5đ)
4 a Tính hằng số cân bằng cho các phản ứng sau và cho biết phản ứng có xảy ra hoàn toàn hay không? (1,5đ)
i CO 2- + H PO → H CO + PO
ii Ba2+ + CaSO4 BaSO4 + Ca2+
iii [Zn(NH3)4]2+ + CN- [Zn(CN)4]2- + NH3
biết H3PO4 có pKa1 = 2,12; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,38, H2CO3 pKa1 = 6,35; pKa2 = 10,32; tích số tan CaSO4 pT
= 5,04; BaSO4 pT = 9,97; hằng số phân ly phức chất [Zn(NH3)4]2+ Kpl = 10-8,7; [Zn(CN)4]2- Kpl = 10-19
b Cho cặp oxi hóa khử: ClO - + 8H+ + 8e → Cl- + 4H O, E0 = +1,38V Tính thế cặp oxi hóa khử này ở các
điều kiện pH = 1; 7; 14 Nồng độ các dạng khác vẫn giữ ở điều kiện chuẩn (0,75đ)
c Cho giản đồ Latimer của mangan:
i MnO 2- và Mn3+ có tự oxi hóa khử trong môi trường acid hay không? (0,5đ)
ii MnO2 có bền trong môi trường acid không? (0,25đ)
d Tính thế tiêu chuẩn của cặp MnO -/Mn2+ trong môi trường acid, biết rằng tại điều kiện pH = 4, thế của cặp này bằng 1,13V, nồng độ các dạng khác bằng 1M (0,5đ)
5 Giải thích nhiệt độ nóng chảy các hợp chất sau đây và giải thích (2đ)
(0C) (0C)
6 (2đ)
a Hình vẽ dưới đây mô tả ô mạng cơ sở của tinh thể NaCl
i Có bao nhiêu ion Na+, bao nhiêu ion Cl- chứa trong ô mạng trên
ii Khối lượng riêng của NaCl tinh thể là 2,16 g/cm3 Tính thể tích ô mạng cơ sở NaCl, chiều dài cạnh của ô
4
4
4
các nguyên tử Cl, S, P, Si đều có số phối trí 4
Trang 4mạng cơ sở NaCl và bán kính Na+ và Cl-.
b Cu kim loại có ô mạng cơ sở là ô mạng lập phương mặt tâm với cấu trúc sắp xếp đặc khít các nguyên tử
Cu (bán kính 0,128 nm) Tính chiều dài cạnh của ô mạng cơ sở của Cu và tỉ khối của Cu kim loại
7 Hoàn thành các phản ứng sau đây (2đ)
NaOH + H2O2 →
BaO2 + H2SO4 →
KMnO4 + HCl →
SiF4 + H2O →
CCl4 + H2O →
SO2Cl2 + H2O →
PCl5 + H2O →
PbF2 + KF →
SnF4 + ZnF2 →
IF7 + H2O →
S + NaOH(nóng chảy) →
Ca3(PO4)2 + SiO2 + C (15000C) →
Chu kỳ 1A
BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HOÀN
8A
1 K
2 L
3 M
4 N
5 O
6 P
7 Q
Li Be
Trang 5BÀI TẬP VÔ CƠ CÓ LỜI GIẢI
1 Các tiểu phân sau đây tiểu phân nào là acid, baz và lưỡng tính theo các thuyết:
a Bronsted b Lewis Lưu ý: Acid–baz thứ cấp
2 Hãy cho biết chất có tính acid mạnh hơn giữa các cặp chất sau đây? Tại sao?
a Mg2+ > Na+ Do có tác dụng phân cực mạnh hơn vì q2+ ↑ và r2+ ↓
b Al3+ > Mg2+ Do có tác dụng phân cực mạnh hơn vì q3+ ↑ và r3+ ↓
c B→Cl3 > B←(CH3)3 Do hiệu ứng cảm → Mật độ điện tử trên B càng thấp
a F- > Cl-
b O2- > OH-
c S2- > Cl-
d OH- > H2O
e N←H3 > N→F3
f (CH3)→P > P→H3 cao.
Giải
a F- > Cl- Do HF là acid yếu hơn Liên kết HX là liên kết CHT phân cực
⇒ Phải xét theo độ mạnh của hydracid để tránh nhầm lẫn.
b O2- > OH- Do O2- có điện tích âm lớn hơn nên dễ nhường điện tử hơn.
c S2- > Cl- Do S2- có điện tích âm lớn hơn nên dễ nhường điện tử hơn.
d OH- > H2O Do OH- có điện tích âm nên dễ nhường điện tử hơn.
Trang 6e N←H3 > N→F3 Do hiệu ứng cảm của F làm mật độ điện tử trên N thấp.
f (CH3)→P > P→H3 Do hiệu ứng cảm của CH3 làm mật độ điện tử trên P
4 Hãy sắp xếp các baz sau đây theo chiều tăng dần của ái lực đối với
proton.
Giải thích tại sao có thể dự đoán như vậy?
• Do lực hút–đẩy điện tử của các nhóm thế và điện tích của tiểu phân
a N→Cl3 < N←H3 < N⇐R3 < N
3-b H2→S < R2⇒S < HS- < S
2-5 Trong dung dịch nước, CH3COOH (pKa = 4,76) là một acid Bronsted yếu.
Tính acid của CH3COOH sẽ thay đổi thế nào khi dung môi hòa tan là:
a NH3 lỏng (pKb = 4,75) b HF lỏng (pKa = 3,1)
• Độ mạnh (tức là khả năng cho H+) của một acid Bronsted
còn phụ thuộc vào khả năng nhận H+ của môi trường.
+ Môi trường càng dễ nhận H+ ⇒ Khả năng cho càng mạnh ⇒ Acid càng mạnh
⇒ Trong NH3 lỏng, CH3COOH là một acid mạnh.
+ Môi trường càng khó nhận H+ ⇒ Khả năng cho càng yếu ⇒ Acid càng yếu
⇒ Trong HF lỏng, CH3COOH là một acid yếu
6 Tại sao tồn tại các chất HF.BF3 HF.SbF5
Không tồn tại các chất H-H.BF3 H-H.SbF5
và F-F.BF3 F-F.SbF5
• Các hợp chất BF3 và SbF5 còn thiếu một đôi điện tử
để đạt được SPT 4 vầ 6 của cấu trúc bền là sp3 và sp3d2
⇒ Chúng sẽ nhận thêm một ligand có đội điện tử tự do.
H2 không có đôi điện tử tự do và F2 không có khả năng
cho đôi điện tử tự do nên không thể là ligand của chúng
7 Người ta cho rằng hợp chất tạo thành giữa NH3 và H2O
viết là NH3.H2O thì đúng hơn viết là NH4OH.
Hợp chất tạo thành giữa HCl và NH3 thì nên
viết là NH4Cl chứ không nên viết là NH3.HCl.
Giải thích tại sao?
• Do H2O là một acid yếu và NH3 là một baz yếu nên
phản ứng giữa H2O và NH3 có hằng số cân bằng rất nhỏ,
phản ứng chuyển theo chiều nghịch.
Sự hình thành NH4OH không đáng kể nên viết là
Trang 7NH3.H2O thì đúng hơn viết là NH4OH.
• Còn HCl là một acid mạnh và NH3 là một baz yếu nên
phản ứng giữa HCl và NH3 có hằng số cân bằng lớn,
phản ứng chuyển theo chiều thuận.
Sự hình thành NH4Cl là chủ yếu nên viết là NH4Cl thì đúng hơn viết là NH3.HCl.
8 Hãy cho biết tiểu phân nào trong mỗi cặp sau đây sẽ bền vững hơn, tại sao?
a [Fe(H2O)6]3+ và [Fe(PH3)6]3+ c (CH3)3B:PCl3 và (CH3)3B:P(CH3)3
b [PtF4]2- và [PtCl4]2- d [SiF6]2- và [GeF6]
2-• Các cation và B là các acid Lewis có khả năng nhận đôi điện tử.
Chúng sẽ kết hợp với baz nào cho đôi điện tử dễ dàng hơn.
Liên kết ở đây mang bản chất cộng hóa trị cho nhận
chứ không phải cộng hóa trị thông thường.
a Oxygen trong H2O lấy điện tử từ hydro sẽ có khả năng
cho đôi điện tử mạnh hơn P trong PH3 bị H lấy bớt điện tử
nên [Fe(H2O)6]3+ bền hơn [Fe(PH3)6]3+.
b F- là baz Lewis mạnh hơn sẽ có khả năng cho
cao hơn Cl- nên [PtF4]2- bền hơn [PtCl4]2-.
c Clor trong PCl3 lấy điện tử từ P làm P có khả năng
cho yếu hơn P trong P (CH3)3 được CH3 nhường điện tử
nên (CH3)3B←P←(CH3)3 bền hơn (CH3)3B←P→Cl3
d Si(+4) có bán kính nhỏ hơn Ge(+4) sẽ tạo
9 Tính ΔG0298 của các phản ứng và so sánh với phản ứng giữa các acid– baz mạnh:
a [AgOH](dd) + HNO3(dd) → H2O + AgNO3(dd)
b 2NH4OH(dd) + H2SO4(dd) → 2H2O + (NH4)2SO4(dd)
c NH4OH(dd) + HCOOH(dd) → H2O + (NH4)HCOO(dd)
d NH4OH(dd) + [Al(OH)3](dd) → H2O + (NH4)[Al(OH)4](dd)
Giải
a [AgOH](dd) + HNO3(dd) → H2O + AgNO3(dd)
–92 0 –112 –237 +77 –112 ΔG0298 = –68 kJ/mol
Phản ứng giữa acid mạnh và baz yếu giải phóng ΔG0298 ít hơn.
b 2NH4OH(dd) + H2SO4(dd) → 2H2O + (NH4)2SO4(dd)
2×–265 2×0 –744 2×–237 2×–79 –744 ΔG0298 = –51 kJ/mol
Phản ứng giữa acid mạnh và baz yếu giải phóng ΔG0298 ít hơn.
c NH4OH(dd) + HCOOH(dd) → H2O + (NH4)HCOO(dd)
Trang 8–265 –373 –237 –79 –352 ΔG0298 = –30 kJ/mol
Phản ứng giữa acid yếu và baz yếu lại hấp thu ΔG0298.
d NH4OH(dd) + [Al(OH)3](dd) → H2O + (NH4)[Al(OH)4](dd)
–265 –1111 –237 –79 –1305 ΔG0298 = –245 kJ/mol
Phản ứng giữa acid phức yếu và baz yếu nhưng tạo phức bền giải phóng ΔG0298
nhiều hơn.
liên kết dπ-pπ bền hơn nên [SiF6]2- bền hơn [GeF6]2-.
10 Viết phương trình phản ứng thủy phân của các hợp chất cộng hóa trị:
a Siδ+ Clδ–4 + 4Hδ+2 Oδ– → H4SiO4 → 4HCl
b Bδ+ Clδ–3 + 3Hδ+2 Oδ– → H3BO3 → 3HCl
c Siδ+ Hδ–4 + 4Hδ+2 Oδ– → H4SiO4 → 4H2
d Mnδ+ Fδ–7 + 4Hδ+2 Oδ– → HMnO4 → 7HF
e MnO3δ+ Fδ–4 + Hδ+2 Oδ– → HMnO4 → HF
f SO2δ+ Clδ–2 + 2Hδ+2 Oδ– → H2SO4 → 2HCl
11 Viết các phương trình phản ứng ở trạng thái rắn:
a SO3 + Na2O → Na2SO4
b CO2 + BaO → BaCO3
c SiO2 + Na2O → Na2SiO3
d N2O5 + BaO → Ba(NO3)2
e AlF3 + 3NaF → Na3[AlF6]
f SiF4 + 2NaF → Na2[SiF6]
23 Cấu hình điện tử của nguyên tố F: [He] 2s2 2p5
a F2 chỉ có khả năng oxy hóa (nhận 1 điện tử) tạo thành F–
F2 không có khả năng khử (nhường điện tử) vì F2 có χ cao nhất
b F nguyên tử có khả năng oxy hóa (nhận điện tử) cao hơn F2
do không cần tốn năng lượng để cắt đứt liên kết F–F
c F– không khả năng khử (nhường điện tử) trừ khi
sử dụng điện năng để oxy hóa F– ở trạng thái nóng chảy
35 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau đây:
a Bi3+ + SnO22– → Bi + SnO32–
b Br2 + NO2– → Br– + NO3–
Hãy cho biết các phản ứng đó có xảy ra hay không:
a Trong môi trường kiềm ([OH–] = 1 ion gam/L)
Trang 9b Trong môi trường kiềm ([OH–] = 10–6 ion gam/L)
Có nhận xét gì về ảnh hưởng của pH đến tính khử của SnO22– và NO2–?
Có thể rút ra nhận định chung gì về ảnh hưởng của pH đến tính khử của các chất khử
là các anion chứa ít oxy hơn so với dạng oxy hóa liên hợp của nó.
a 3SnO22– + 2Bi3+ + 6OH– → 3SnO32– + 3Bi + 3H2O
Bi(OH)3 + 3e– → Bi + 3OH– E0Bi 3+ /Bi = –0,46V
SnO32– + H2O + 2e– → SnO22– + 2OH– E0SnO 32– /SnO 22– = –0,9V
Trong môi trường kiềm tiêu chuẩn pH 14 ([OH–] = 1 ion gam/L)
K > K* ⇒ phản ứng xảy ra hoàn toàn tại pH 14.
Trong môi trường kiềm pH 8 ([OH–] = 10–6 ion gam/L)
3SnO2 2–+ 2Bi3++ 6OH– → 3SnO32– + 3Bi + 3H2O
Bi(OH)3 + 3e– → Bi + 3OH– E0Bi 3+ /Bi = –0,46V
SnO32– + H2O + 2e– → SnO22– + 2OH– E0SnO 32– /SnO 22– = –0,9V
Trang 10K > K* ⇒ phản ứng xảy ra hoàn toàn tại pH 8.
b Br2 + NO2– + 2OH– → 2Br– + NO3– + H2O
Br2 + 2e– → 2Br– E0Br 2 /Br – = –1,07V
NO3– + H2O + 2e– → NO2– + 2OH– E0NO 3– /NO 2– = +0,01V
• Trong môi trường kiềm tiêu chuẩn pH 14 ([OH–] = 1 ion gam/L)
K< K* ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều nghịch nên không hoàn toàn tại pH 14.
Trong môi trường kiềm pH 8 ([OH–] = 10–6 ion gam/L)
Br2 + NO2– + 2OH– → 2Br– + NO3– + H2O
Br2 + 2e– → 2Br– E0Br 2 /Br – = –1,07V
NO3– + H2O + 2e– → NO2– + 2OH– E0NO 3– /NO 2– = +0,01V
Trang 11ΔE0 = E0Oxh – E0Kh = –1,07 – (–0,36) = –0,71V
K < K* ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều nghịch nên không hoàn toàn tại pH 8