BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Câu 1: Cho phân tử và các cá c ion sau: [PtCl 6] 2– ; [Ni(CN)4]2– ; NH4+; SF6 ; NF3 . Nêu trạng trạng thái thái lai hóa hóa của của các các nguyên tử trung tâm và cấu cấu trúc trúc hình hình học học của của các các phân tử trên. Giải Chất Lai hoá Cấu trúc hình học 2– 2 3 [PtCl 6] d sp bát diện diện [Ni(CN)4]2– dsp2 vuông phẳng NH4+ sp3 tứ diện 3 2 SF6 sp d bát diện diện 3 NF3 sp chóp Câu 2: Dựa trên cấu tạo phân tử, hãy giải thích: a. Tại sao NO2 có khuynh hướng đime hoá tạo thành N 2O4? b. Tại sao BCl BCl3 có thể kết hợp với NH3 tạo ra NH3BCl3? c. Tại sao AlCl 3 tồn tại ở dạng đime Al 2Cl6? Giải Nguyên Nguyên tử N trong trong NO2 chưa bền có 7e ở lớp ngoài cùng và còn 1e độc thân nên có khuynh hướng góp chung với nguyên tử N trong phân tử thứ 2: O
O
O N.
.N
+
O
O N
O
O
N
O
Nguyên Nguyên tử N trong trong phân tử NH3 còn cặp e tự do tạo liên kết phối trí với nguyên tử B trong phân tử BH3: H
H
H
+
N:
B
H
H
H
H
H
H
N
B
H
H
H
Nguyên Nguyên tử Clo của mỗi phân tử AlCl3 đều còn 3 cặp e tự do có khả năng tạo liên kết phối trí làm bền hoá nguyên tử Al (trước đó có 6e) Cl
Cl Al
Cl
Cl Al
Cl
Cl
Câu 3 1. 137Ce tham gia phản ứng trong lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm. 137 Ce là một trong những đồng vị bị phát tán mạnh ở nhiều vùng của Châu Âu sau một vụ tai nạn hạt nhân. Sau bao lâu lượng chất độc này còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra. 2. Dựa theo thuyết MO, hãy giải thích từ tính của phân tử F 2 và ion CO+. Giải
1. Áp dụng công thức: 1
N o
t
N
K = ln Mà k =
=
2,303 t
N 2,303 N o lg o ⇒ t = lg N K N
0,693 2,303T N o ⇒t= lg T 0,693 N
(0,5đ) 2,303.30,2 N o 2,303.30,2 2,303.30,2.2 = = 200,72 lg . lg100 = N o (năm) 0,693 0,693 0,693 100 Vậy sau 200,46 năm thì lượng chất độc trên còn 1% kể từ lúc tai nạn xảy ra. 2. Cấu hình electron của phân tử F 2: lk 4 * * * 2 lk 2 lk 2 4 ( σ lk 2s ) ( σ 2s ) ( σ 2 p z ) ( π 2 p x = π 2 p y ) ( π 2 p x = π 2 p y ) Phân tử F2 không có electron độc thân nên nghịch từ. từ .
⇒t=
Cấu hình electron của ion CO +: lk 4 lk 1 * 2 lk 2 ( σ lk 2s ) ( σ 2s ) ( π 2 p x = π 2 p y ) ( σ 2 p z ) Ion CO+ có electron độc thân nên thuận từ. Câu 4
Viết cấu hình electron của các ion và phân tử : O 2, O2 – ,O22– , O2+ theo thuyết MO. Tính số liên kết, so sánh độ dài liên kết trong các phân tử và cho biết chất nào thuận từ, chất nào nghịch từ. Giải Cấu hình electron : (8-4)/2 = 2 O2 : σ2s2 σ*2s2 σz2 πx2 πy2 π*x1 π*y1 σ2s2 σ*2s2 σz2 πx2 πy2 π*x2 (8-5)/2 = 1,5 O2 – : π*y1 σ2s2 σ*2s2 σz2 πx2πy2 π*x2 (8-6)/2 = 1 O22– : π*y2 σ2s2 σ*2s2 σz2 πx2 πy2 π*x1 (8-3)/2 = 2,5 O2+ : Số liên kết giảm, độ dài liên kết tăng theo thứ tự O 22– > O2 – > O2> O2+ O2, O2 – và O2+ đều có electron độc thân => có tính thuận từ. O22– không có electron độc thân => có tính nghịch từ Câu 5 1. Cho biết trong số các tổ hợp số lượng tử sau đây, tổ hợp nào là không hợp lí: 1 a. n=3, l=2, m=2, s= + 2 1 b. n=3, l=3, m=2, s= 2 1 c. n=4, l=2, m=-3, s= + 2
1 2 1 e. n=4, l=2, m=-2, s= 2 2. Cho biết cấu trúc phân tử của các phân tử và ion sau: NH 4+ ; PCl5 ; SF6; XeF4. Hãy cho biết : hình dạng phân tử và vẽ đơn giản phân tử d. n=4,
Giải:
l=3,
m=-3,
s= +
1. (b) do vi phạm: l = 0→ (n-1) (c) do vi phạm: m = -l → l 2.
NH4+: tứ diện đều
PCl5: lưỡng chóp tam giác Cl
H
+
H H
H
SF6: bát diện đều F F
F
S F
Cl
N
F
Cl
P Cl Cl
XeF4: vuông phẳng F
F Xe
F
F
F
Câu 6 1. Cho phân tử và các ion sau: [PtCl 6] 2-; [Ni(CN)4]2 ; NH4+; SF6 ; NF3 . Nêu trạng thái lai hóa của các nguyên tử trung tâm và cấu trúc hình học của các phân tử trên
2. Cho 2 bộ số lượng tử sau đây ứng electron có mức năng lượng cao nhất của 2 nguyên tử 2 nguyên tố X, Y n l ml ms X 3 2 1 -1/2 Y 3 3 2 +1/2 a. Nguyên tố nào không tồn tại ? b. Hãy xác định vị trí của nguyên tố còn lại trong Bảng tuần hoàn. . Giải 1. [PtCl6] 2[Ni(CN)4]2 NH4+ SF6 NF3
Lai hoá sp3d2 sp2d sp3 sp3d2 sp3
Cấu trúc hình học bát diện vuông phẳng tứ diện bát diện chóp
2. a. Nguyên tố Y không có thật , bộ số lượng tử không có thật vì với n = 3 thì l tối đa là 2. b. Nguyên tử X có : n=3, l=2 => 3d ml=1, ms = -1/2 2 1 0 -1 -2
=> electron đó là 3d7 - Cấu hình của electron nguyên tử X : 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 - Vị trí X : Z = 27 => ô thứ 27 4 lớp electron => chu kì 4 Có 9 electron hóa trị, nguyên tố d => nhóm VIIIA Câu 7 a) Cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học của các phân tử : BrF 3 , CBr 4, PCl5, NH3 . b) Nguyên tố (X) có nhiều dạng thù hình, có độ âm điện nhỏ hơn oxi và chỉ tạo hợp chất cộng hoá trị với halogen. Electron cuối cùng điền vào phân lớp thỏa mãn điều kiện tổng 4 số lượng tử bằng 5,5 ; n + l = 4. Viết cấu hình electron và gọi tên (X). Giải a) Công thức phân tử ử Trạ ạ ng thái lai hóa của Dạng hình học nguyên tử trung tâm BrF3 sp3d Chữ T 3 CBr 4 sp Tứ diện đều 3 PCl5 sp d Lưỡng tháp tam giác 3 NH3 sp Hình tháp đáy tam giác b) Xác định các trường hợp: n= 1 2 3 0 0,1 0, 1, 2 l = m= s s, p s, p, d Chọn n = 3, l = 1, m = 1, ms = + ½ Cấu hình electron của (X): 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p3 X là P (photpho) Câu 8 1) Hãy giải thích tại sao khí F 2 mất một electron thành F2+ thì độ bền liên kết tăng; khí N 2 chuyển thành N +2 thì độ bền liên kết giảm. 2) Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6. Trong một phân tử A có tổng số hạt proton, nơtron và electron bằng 164.
Xác định công thức phân tử của A. Biết rằng A tác dụng được với một nguyên tố đơn chất đã có trong thành phần A theo tỉ lệ mol 1 : 1 tạo thành chất B. Viết công thức cấu tạo của A và B. Giải 1) 2 *2 2 4 * * 4 F2 : [KK] σS σS σ Z (πx π Y ) (πx π y ) Bậc nối: (8 – 6) : 2 = 1 F2+ : [KK] σS2 σS*2σ2Z (πx πy ) 4 π*2x π*1y Bậc nối: (8 – 5) : 2 = 1,5 Vì bậc liên kết trong F2+ lớn hơn trong F 2 nên F2+ có độ bền liên kết lớn hơn. 2 *2 4 2 N2 : [KK] σs σs (π xπ y ) σz Bậc nối: (8 – 2) : 2 = 3 4 1 N +2 : [KK] σ s2σ*2 Bậc nối (7 – 2) : 2 = 2,5 s (π x π y ) σ z Vì bậc liên kết trong N +2 nhỏ hơn trong N2 nên liên kết trong N +2 kém bền hơn. 2) Vì cấu hình electron của các ion là : 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6. Do đó mỗi ion đều có 18e Giả sử trong phân tử (A) có x ion : ⇒ ∑ số electron = 18 x ∑ số proton = 18 x Và đặt ∑ N trong phân tử (A) là N, ta có : 18 x + 18 x + N = 164 ⇔ 36 x + N = 164 N = 164 – 36 x (1) Với đồng vị bền, ta có : N 1 ≤ ≤ 1,52 Z N ≤ 1,52 (2) Nên 1 ≤ 18 x Giải (1) và (2) ta được : 2,6 ≤ x ≤ 3,03 Chọn x = 3 ⇒ ∑ N = 56 * TH1 : A gồm 2 cation M+ và 1 ion X2– ⇒ Công thức A là M2X
Ta có : ZX =
18.3 − 2 = 16 là lưu huỳnh (S) 3
18.3 + 1 = 19 là kali (K) 3 ⇒ Công thức A là K 2S * TH2 : (A) gồm 1 cation M2+ và anion X – ⇒ Công thức A là MX2 54 − 1 = 17 là clo (Cl) Ta có : ZX = 3 ZM =
54 + 2 = 20 là canxi (Ca) 3 ⇒ Công thức A là CaCl2 Vì A tác dụng với nguyên tố đơn chất có trong thành phần của A để tạo thành B, nên A là K 2S. K 2S + S → K 2S2 Công thức cấu tạo của A và B K −S − K (0,25đ) K −S − S −K ZM =
Câu 9: a) Viết công thức cấu tạo của Ca 3(PO4)2 và Fe3O4 . b) Liên kết tạo thành giữa Al và Clo là liên kết gì ? giải thích . c) Trong tự nhiên tồn tại hợp chất Al 2Cl6 . Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử của hợp chất này . Giải b) Liên kết cộng hóa trị do 3,16 – 1,61 = 1,55 < 1,7 c) Phân tử Al2Cl6 được hình thành do sự nhị hợp AlCl 3, Liên kết giữa hai phân tử AlCl 3 hình thành do việc tạo liên kết phối trí giữa nguyên tử Cl của phân tử AlCl 3 này với nguyên tử Al của phân tử AlCl3 khác Câu 10 Sử dụng thuyết Gillespie, hãy xác định cấu trúc của các phân tử và ion sau , đồng thời cho biết kiểu lai hóa của các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm và so sánh góc liên kết giữa chúng . a) CF4 và NF3 b) NO2 , NO2+, NO2c) OF2 , OCl2 d) NH3 ; PH3 ; AsH3; SbH3. Giải a) CF4 bốn mặt đều ; NF3 chóp tam giác. Ở C và N đều có lai hóa sp 3 , góc FCF = 109028’ > góc FNF. b) NO2 gấp khúc , NO2+ thẳng , NO2- gấp khúc. Ở N trong NO 2 và NO2- có lai hóa sp 2. Ở N trong NO2+ có lai hóa sp. Ở NO2+ góc ONO = 1800 > góc ONO ở NO2c) OF2 và OCl2 đều có dạng gấp khúc và ở Oxi đều có lai hóa sp 3. Góc FOF < góc ClOCl vì độ âm điện của F > độ âm điện của Cl. d) Cả 4 phân tử đều có cấu trúc chóp tam giác. Ở nguyên tử trung tâm đều có lai hóa 3 sp . Góc HXH giảm dần từ NH3 đến SbH3 trong nhóm , vì độ âm điện của nguyên tử trung tâm giảm dần theo dãy N-P-As-Sb. Câu 1 1 1) Biết rằng trong cơ thể sinh vật đang sống, 1 gam cacbon của cơ thể có 15,3 phân rã phóng xạ 14 C trong 1 giây. Trong một mẫu cổ vật, người ta thấy 1 gam cacbon có 10,5 phân rã phóng xạ 14 C trong 1 giây. Hãy tính tuổi của mẫu cổ vật đó. Biết chu kỳ bán hủy của đồng vị phóng xạ 14 C là 5730 năm. 2) Vàng có mạng lưới lập phương tâm diện, ô mạng đơn vị có cạnh a=4,070.10 -10m. Hãy tính bán kính của nguyên tử vàng và tỷ khối của vàng. Biết nguyên tử khối của vàng là 197,0 amu. 3) Đối với phân tử H 2O thực nghiệm đo được momen lưỡng cực là 1,85D, độ dài liên kết O-H là 95,7pm, góc liên kết HOH là 104,5o.
a) Hãy tính momen lưỡng cực của liên kết O-H theo đơn vị D và C.m. b) Tính độ ion của liên kết O-H trong phân tử H 2O. Giải 1) 15,3 N ln ln 0 = kt N = 5730x 10,5 = 3112 N ⇒ t = t1 ln 2 ln 2 2 ln 2 = kt 1 2 ln
N 0
2) Xét ô mạng đơn vị của Au hình lập phương, có 8 nguyên tử Au ở 8 đỉnh và 6 nguyên tử Au ở 6 mặt. Đường chéo d của hình vuông trên mỗi mặt lập phương bằng 4 lần bán kính nguyên tử Au: d=4r 1
mặt khác: d2=2a2 ⇒ d=a 2 = 2 x4,070.10-10m ⇒ r= x 2 x4,070.10-10=1,439.10-10m 4 1
Mỗi ô mạng đơn vị có 4 nguyên tử Au ( mỗi đỉnh có 1 2
nguyên tử x 6 mặt) nên tỷ khối Au là ρ=
ρ=
8
nguyên tử x 8 đỉnh + mỗi mặt có
khoá i löôïng4nguyeântöûAu Theåtíchoâ maïng 4x197,0 23
6,023x10 x(4, 070x10 cm)
3) a) Dựa vào phép cộng vectơ theo hình vẽ sau: μ
OH
μH
α
2
O
μ
OH
µ H 2O 1,85D = = 1,511D = 5,031.10 −30 C.m. o 2cos α 2cos52, 25 b) Tính μOH theo lý thuyết: -19 -12 -30 μOH(lý thuyết)=e.R=1,602.10 C x 95,7.10 m=15,331.10 C.m Độ ion của liên kết OH: Ta có: µOH =
−8
3
=19,4g.cm
−3
5, 031.10−30 C.m 15,331.10−30 C.m
= 32,82%
Câu 12 1) Cho các phân tử sau: POF3 ; BF3 ; SiHCl3 ; O3. Nêu trạng thái lai hóa của các nguyên tử trung tâm và vẽ cấu trúc hình học của các phân tử trên. 2) Kim loại đồng có cấu trúc mạng tinh thể kiểu lập phương tâm diện. - Cho biết số nguyên tử đồng chứa trong tế bào sơ đẳng này. - Tính độ dài cạnh lập phương a (nm) của mạng tinh thể, biết rằng nguyên tử đồng có bán kính bằng 0,128 nm. Giải 1) Công thức phân ửtử Trạ ng thái lai hóa của Cấu trúc hình học nguyên tử trung tâm O
sp3
POF3
P F F
F
F 2
BF3
sp
B F
F
H Si Cl
sp3
HSiCl3
Cl
Cl . .
sp2
O3
O O
O
2) - Số nguyên tử Cu = 8 ×
1 1 + 6× = 4 8 2
- Xét đường chéo của 1 mặt, ta có độ dài đường chéo = 4 × r = a 2 4 × 0,128 4 × r ⇒ a= = = 0,362 nm 2 2 Cu
Cu
Câu 13 1. Trong số các phân tử và ion: CH 2Br 2, F - , CH2O, Ca2+, H3As, (C2 H5 )2O , phân tử và ion nào có thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước? Hãy giải thích và viết sơ đồ mô tả sự hình thành liên kết đó. 2. Năng lượng liên kết của N-N bằng 163 kJ.mol –1, của N≡ N bằng 945 kJ.mol –1. Từ 4 nguyên tử N có thể tạo ra 1 phân tử N4 tứ diện đều hoặc 2 phân tử N 2 thông thường. Trường hợp nào thuận lợi hơn? Hãy giải thích. Giải
1. Các vi hạt CH 2Br 2, Ca2+, H3As không có nguyên tử âm điện mạnh nên không thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước. Các vi hạt F - , CH2O, (C2 H5 )2O có nguyên tử âm điện mạnh nên có thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước: 2. a) Xét dấu F của nhiệt H phản ứng
∆H=
H
∑ ν E i
i
∑ νj EO
H
-
j j
H O
C2H 5
i O...H . . . Trong đó i, j là liên kết thứ i, thứ j ở chấtCtham gia, chất tạo thành tương ứng của phản H O C H 2 5 ứng được xét; Ei ; E j H là năng lượng của liên kết thứ i, thứ j đó. H b) Xét cụ thể với nitơ : * Phản ứng 4N N4 (1) Có ∆ H1 = 4 E N - E N4 = 0,0 - 5 163 ; vậy ∆ H1 = - 815 kJ . * Phản ứng 4N 2 N2 (2) Có ∆ H2 = 4 E N - 2 E N2 = 0,0 - 2 945 ; vậy ∆ H2 = - 1890 kJ . ∆ H1. Vậy phản ứng Ta thấy ∆ H2 4N 2 N2 xảy ra thuận lợi hơn phản ứng 4N N4. O
Câu 1 4:
Cho các phân tử sau: PH3 ; AsH3 ; POF3 ; POCl3 ; BF3 ; SiHCl3 ; NF3 ; O3. a. Nêu trạng thái lai hóa của các nguyên tử trung tâm và vẽ cấu trúc hình học của các phân tử trên. b. So sánh góc liên kết H – X – H giữa hai phân tử PH3 và AsH3. Giải thích. c. Trong hai phân tử NF3 và BF3, phân tử nào có momen lưỡng cực lớn hơn không? Giải a) Công thức phân tử
Trạ ng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm
PH3
sp3
AsH3
sp3
Cấu trúc hình ho ̣c P H
H
H
As H
H
H
O
POF3
sp3
P F F
F
O
POCl3
sp3
P Cl Cl
Cl
F
sp2
BF3
B F
F
H Si Cl
sp3
HSiCl3
Cl
Cl . .
N
sp3
NF3
F F
F
. .
sp2
O3
O O
O
b)
Góc HPH > HAsH vì độ âm điện của nguyên tử trung tâm P lớn hơn của As nên lực đẩy mạnh hơn. c) F . .
N F F
B
F
F
F
Có cấu trúc bất đối xứng nên có Có cấu trúc đối xứng nên có momen lưỡng cực lớn hơn không. momen lưỡng cực bằng 0 không. Câu 15 Nguyên tố (X) có nhiều dạng hình thù, có độ âm điện nhỏ hơn oxi và chỉ tạo hợp chất cộng hoá trị với halogen. Electron cuối cùng điền vào phân lớp thỏa mãn điều kiện tổng 4 số lượng tử bằng 5,5 ; n + l = 4. a. Viết cấu hình electron và gọi tên (X). b. (X) tạo với hiđrô nhiều hợp chất cộng hoá trị, có công thức chung là XaHb. Dãy hợp chất này tương tự dãy đồng đẳng của ankan. Viết công thức cấu tạo 4 chất đồng đẳng đầu tiên. Giải: a) Xác định các trường hợp: n= 1 2 3 l = 0 0,1 0, 1, 2 m= S s, p s, p, d Chọn n = 3, l = 1, m = 1, ms = + ½ Cấu hình electron của (X): 1s2 2s2 2p 6 3s2 3p3 X là P (photpho) b) 4 chất đầu tiên là: PH3, P2H4, P3H5, P4H6 Công thức cấu tạo:
P H
H H
H
H P
H
P H
H
H
H P
H
P
P P
H
H
P
H H
P
H
P
H
H Câu 15 A, B là hai 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 e cuối cùng của cation A a+ là 3,5 1. Xác định bộ 4 số lượng tử của e cuối cùng trên A, B. 2. Viết cấu hình e và xác định tên A, B. Giải 1/Vì hai nguyên tố kế tiếp nhau trong cùng 1 chu kỳ => hai nguyên tố có cùng số lớp e (cùng n) Mà tổng (n+l) của B lớn hơn tổng (n+l) của A là 1 => Cấu hình e lớp ngoài cùng của A, B là: A: ns2 , B: np1 Mặt khác A có 2 e ở lớp ngoài cùng ⇒ cation A có dạng A 2+ (A thuộc phân chính nên dễ nhường 2e lớp ngoài cùng) Vậy tổng số đại số của 4 số lượng tử cuối cùng của A 2+ là: (n-1)+1+1-1/2=3,5 ⇒ n=3 Vậy 4 số lượng tử của : A: n=3; l=0; ml=0; ms=-1/2 B: n=3; l=1; ml=-1;ms=+1/2 b)Cấu hình e: A: 1s22s22p63s2(Mg) B: 1s22s22p63s23p1 (Al) Câu 16
Tính năng lượng mạng lưới ion của CaCl2, biết rằng : 0 - ∆ H 298, s của tinh thể CaCl 2 = -795 kJ/mol - Nhiệt thăng hoa ∆ H 0a của Ca(r) →Ca(k) = 192 kJ/mol 2+ - Năng lượng ion hóa : Ca(k) I1 + I2 = 1745 kJ/mol → Ca (k) + 2e ; - Năng lượng liên kết (Elk ) Cl-Cl trong Cl2 = 243 kJ/mol - Ái lực electron (E) của Cl(k) = -364 kJ/mol Giải Có thể thiết lập chu trình Born-Haber để tính toán theo định luật Hess: Ca(r) + Cl2(k) CaCl2 (r)
∆ H 0
∆ H
a
0 298, S
E C l− C l
∆ H
( I1 + I 2 ) Ca
Ca2+ (k) + 2Cl- (k)
Ca(k) + 2Cl(k)
2 E Cl
Nếu sử dụng phương pháp nói trên ta có : → Ca(r) + Cl2(k) ← CaCl2 (r) Ca(k)
→ ←
∆ H
0
0
Ca(r)
− ∆ H
→ 2Cl(k) ← Cl2(k)
Ca2+ (k) + 2e
→ ←
Cl(k) + e]
− 2 E Cl
→ Cộng các phương trình ta được : Ca2+ (k) + 2Cl- (k) ← CaCl2 (r) Năng lượng của quá trình này là năng lượng mạng lưới ion của CaCl 2 0 0 ∆ H = ∆ H 298, − ∆ H a − E C l C l −( I1 + I 2 )Ca − 2 E Cl S
−
= (-795) – 192 – 243 – 1745 -2(-364) = -2247 kJ/mol Câu 17 Hai nguyên tố A, B có electron cuối cùng ứng với 4 số lượng tử sau: A( n =2, l = 1 , m = -1 , s = -1/2 ); B ( n = 3, l = 1 , m = 0 , s = -1/2 ) a) Viết cấu hình electron và xác định vị trí A , B trong bảng hệ thống tuần hoàn. Gọi tên b) Viết công thức cấu tạo các hợp chất trong công thức phân tử có 3 nguyên tố A, B và hidro. Cho biết loại liên kết trong các hợp chất này. Giải a)Nguyên tố A: n = 2 ( lớp 2); l =1 ( phân lớp p ) ; m= -1 ( obitan p x ) s= -1/2 Cấu hình electron của A : 1s 22s22p4 ↑↓ ↑ ↑ Tương tự : B có phân lớp ngoài cùng là 3p 5 ∆ H
a
− E C l− C l
−( I1 + I 2 ) Ca
Ca(k) → ←
2[Cl- (k)
298, S
Cấu hình electron của A : 1s 22s22p63s23p5 ↑↓↑↓ ↑ Vị trí trong HTTH : A: ở ô thứ 8 , chu kỳ 2 , nhóm VI A => A là O ( oxi ) B: ở ô thứ 17 , chu kỳ 3 , nhóm VII A => B là Cl ( clo ) b) H-Cl-O ; liên kết : H-O ; O-Cl là liên kết cộng hóa trị có cực HClO2 : H-O-Cl→O : 2 liên kết cộng hóa trị có cực và 1 liên kết cho- nhận HClO3 : H-O-Cl→O : 2 liên kết cộng hóa trị có cực và 2 liên kết cho- nhận ↓ O O ↑ HClO4 : H-O-Cl→O : 2 liên kết cộng hóa trị có cực và 3 liên kết cho- nhận ↓ O Câu 18 1. Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phương tâm mặt. Tính bán kính của ion Na + và khối lượng riêng của NaCl tinh thể, biết rằng cạnh a của ô mạng đơn vị cơ sở bằng 5,58 A0 , bán kính của ion Cl - là 1,81 0
và khối lượng mol của Na và Cl lần lượt là 22,99g mol -1 và 35,45g mol-1. 2. Tính độ đặc khít C của loại cấu trúc nầy. Giải 1. a = (r + + r -)2 0 a 5,58 − 1,81 = 0,98 A r + = − r − = 2 2 Để tính khối lượng riêng của NaCl tinh thể, ta cần tính số phân tử NaCl trong ô mạng cơ sở. Trong một ô mạng chứa 4 phân tử NaCl. Khối lượng một mol NaCl là: 22,99 + 35,45 = 58,44 gam mol -1 Khối lượng một phân tử NaCl là m và khối lượng 4 phân tử NaCl là 4m: A
4m
=
58 ,44 .4 6,023 .10
23
Khối lượng của NaCl là: d
=
d
=
4 .58, 44 6,023 .10 23 (5,58 .10 8 ) 3 −
4m a
3
=
2, 23 gam cm-3
2. Cấu trúc lập phương tâm mặt, số nguyên tử trong ô mạng cơ sở là 4 Thể tích 4 nguyên tử trong ô mạng: 4.
4 3
π r
3
3
4r Và a = 2 3
16
Vậy:
C
=
π r
3
3 3
4r 2
= 0,74
Hay 74%
Câu 19
Kim loại đồng có cấu trúc mạng tinh thể kiểu lập phương tâm diện. Hãy: a. Vẽ cấu trúc mạng tế bào cơ sở và cho biết số nguyên tử đồng chứa trong tế bào sơ đẳng này. b. Tính độ dài cạnh lập phương a (nanomet) của mạng tinh thể, biết rằng nguyên tử đồng có bán kính bằng 0,128 nm. c. Xác định khoảng cách gần nhất giữa 2 nguyên tử đồng trong mạng. d. Tính khối lượng riêng d của đồng theo đơn vị g/cm 3 Giải a. Mạng tế bào cơ sở của đồng: Theo hình vẽ số nguyên tử đồng là: - Ở 8 đỉnh của hình lập phương 1 Số nguyên tử Cu = 8 × = 1 8 - Ở 6 mặt của hình lập phương 1 Số nguyên tử Cu = 6 × = 3 2 Tổng số nguyên tử Cu = (1 + 3) = 4 b. Tính độ dài cạnh lập phương:
Xét mặt ABCD ta có đường chéo AC = 2 2 = 4 × r ⇒ a = Cu
nm
4 × 0,128 4 × r = = 0,362 2 2 Cu
a = 0,362 nm c. Tính khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử Cu: Theo hình vẽ khoảng cách ngắn nhất giữa 2 nguyên tử đồng là đọan AM 0,362 2 AC a 2 Ta có: AM = = = 0,2559 nm = 2 2 2 d. Khối lượng riêng của đồng: (0,5 đ) Ta có: 64 M × 4 = 8,9 g/cm3 × 4 D= = 23 −8 3 3 6,023 × 10 × (3,62 × 10 ) N × a CÂU I :(5,0 điểm) 1/ AlCl3 khi hòa tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồn tại ở dạng đime (Al 2Cl6). a. Viết công thức cấu tạo của phân tử đime và monome ,cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử Al, kiểu liên kết trong mỗi phân tử ? b. Mô tả cấu trúc hình học của phân tử đó . 2/ Hãy dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn các trường hợp số lượng electron trong một obitan nguyên tử.
3/ Một phân tử RY3 , có tổng số hạt cơ bản bằng 196, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60 , số hạt mang diện của R ít hơn số hạt mang điện của Y là 76. Xác định kí hiệu hoá học RY 3 . Viết cấu hình electron của nguyên tử R và Y, xác định vị trí R và Y trong bảng tuần hoàn. Cl CÂU I:(5ĐIỂM) 1/(2,75đ) Cl Cl Cl | Al Al Al Cl Cl Cl Cl Cl (0,25) CTCT ( 0,5đ) a. Kiểu lai hóa của nguyên tử Al : (0,5đ x 2) - Trong AlCl3 là sp2( vì Al có 3 cặp electron hoá trị) - Trong Al2Cl6 là sp3(vì Al có 4 cặp electron hoá trị) Kiểu liên kết của mỗi phân tử :(0,5đ) - AlCl3 : có 3 liên kết cộng hóa tri có cực giữa nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl - Al2Cl6 : mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử Cl và 1 liên kết cho nhận với 1 nguyên tử Cl (Al là nguyên tử nhận , Cl là nguyên tử cho).Trong 6 nguyên tử Cl có 2 nguyên tử Cl có 2 loại liên kết : 1lk cộng hoá trị và 1 lk cho nhận. b. Cấu trúc hình học (0,5đ) - Phân tử AlCl3 có cấu trúc tam giác phẳng đều. - Phân tử Al2Cl6 có cấu trúc 2 tứ diện ghép với nhau,mỗi nguyên tử Al là tâm của một tứ diện ,mỗi nguyên tử HCl là đỉnh của tứ diện , có 2 nguyên tử Cl là đỉnh chung của tứ diện
↑ ↑↓ 2/ (0,25đ x 3) 3/(1,5đ) - Đặt hệ, giải hệ (0,5đ) - RY3 là AlCl3 (0,25đ) (0,5đ) - Cấu hình electron (0,25đ) và vị trí Câu I: (4 điểm) 1) Cation X+ và anion Y- có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm Ar. Viết cấu hình electron của X, Y. Cho biết vị trí của X, Y trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. 1) 1 điểm - Cấu hình e của X : 1s22s22p63s1 - Cấu hình e của Y : 1s22s22p5 - X nằm ở ô thứ 11, chu kì 3, phân nhóm chính nhóm I - Y nằm ở ô thứ 9, chu kì 2, phân nhóm chính nhóm VII Câu I ( 5,0 điểm): 1. ( 0,75 điểm). Cho khối lượng riêng của Li là 0,53g/cm 3; của Ag là 1,05g/cm 3.
Hãy so sánh độ dẫn điện của 2 kim loại trên và giải thích bằng tính toán. 2. ( 3,5 điểm). Có 3 bình điện phân mắc nối tiếp, bình 1 chứa dung dịch CuCl 2, bình 2 chứa dung dịch Na 2SO4, bình 3 chứa dung dịch AgNO 3. Cho nguồn điện một chiều đi qua 3 bình. a. Viết phương trình phản ứng xảy ra ở 3 bình. b. Khi cực âm bình 1 thu được 3,2g kim loại thì cực âm của các bình còn lại thu được bao nhiêu? ở cực dương các bình thoát ra bao nhiêu lít khí ( đktc)? 3. ( 0,75 điểm ). Chỉ cho bơm khí CO 2; dung dịch NaOH không rõ nồng độ; hai cốc thuỷ tinh có khắc độ. Hãy điều chế dung dịch Na 2CO3 không có lẫn NaOH hay NaHCO3 mà không dùng thêm phương tiện nào khác. 23 3 0,53.6,02.10 - Soá nguyeân töû Li coù trong 1 cm : = 456.10 20 nguyeân töû 7 23 3 10,5.6,02.10 - Soá nguyeân töû Ag coù trong 1cm : = 585.10 20 nguyeân töû 108 3 Vì nguyeân töû Ag coù trong 1cm cuûa Ag lôùn hôn Li neân Ag daãn ñieän toát hôn Phöông trình ñieän phaân xaûy ra ôû caùc bình : * Bình 1: 2+ ÔÛ catot: Cu + 2e = Cu − ÔÛ anot: 2Cl − 2e = Cl2 ñp Phöông trình ñieän phaân: CuCl 2 = Cu + Cl 2 (1) * Bình 2: − ÔÛ catot: 2H2O + 2e = H2 ↑ + 2OH 1 + ÔÛ anot: H2O − 2e = 2H + O2 2 ñp 1 H O Phöông trình ñieän phaân: 2 = H 2 + O 2 (2) 2 * Bình 3: + ÔÛ caot: Ag + 1e = Ag↓ 1 + ÔÛ anot: H2O − 2e = 2H + O2 ↑ 2 ñp 1 + = 2Ag + O 2 ↑ +2HNO 3 2 AgNO H O Phöông trình ñieän phaân: 3 2 2 3,2 = 0,05mol n Cu = 64 Theo ñònh luaät Faraday, ta coù: It ⇔ It = 9650 n Cu = 96500.2 Do caùc bình maéc noái tieáp neân It(1) = It(2) = It(3) Vaäy ôû cöïc aâm cuûa bình (2), soá mol H 2 taïo thaønh: It 9650 n H2 = = = 0,05mol 2 × 96500 2 × 96500 m H 2 = 0,05.2 = 0,1g
ÔÛ cöïc aâm bình (3): It 9650 = = 0,1mol n Ag = 96500 .1 96500 ⇒ m Ag = 0,1.108 = 10,8g Theo caùc phöông trình ñieän phaân ta coù: ÔÛ cöïc döông bình (1) ta coù: n Cl2 = n Cu = 0,05mol ⇒ VCl2 = 1,12lit
ÔÛ cöïc döông bình (2) ta coù:
n O2 =
1 2
n H 2 = 0,025mol ⇒ VO 2 = 0,56lit
ÔÛ cöïc döông bình (3) ta coù:
n O2 =
1 4
n Ag = 0,025mol ⇒ VO 2 = 0,56lit
Cho vaøo hai coác thuyû tinh coù khaéc ñoä moät löôïng ddNaOH nhö nhau, ñaùnh soá coác (1) vaø (2) Bôm khí CO2 vaøo coác (1) cho ñeán dö CO2 + NaOH → NaHCO3 Laáy dd thu ñöôïc ôû coác (1) ñoå vaøo coác (2) ta ñöôïc Na 2CO3 NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O 2) Cho bộ bốn số lượng tử của electron cuối cùng của nguyên tử các nguyên tố A,X,Z như sau : A : n = 3, l = 1, m = -1, s = - 1/2 X : n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2 Z : n = 2, l =1, m = 0, s = +1/2 a) Xác định A,X,Z b)Cho biết trạng thái lai hóa và cấu trúc hình học của các phân tử và ion sau:AX 2, 2− 2− AX 3 , AX 4 , ZA2 3) Cho biết sự biến đổi trạng thái lai hóa của nguyên tử nhôm trong phản ứng sau và cấu tạo hình học của AlCl 3, AlCl 4− : AlCl3 + Cl- → AlCl 4 4)a) Nguyên tố R thuộc nhóm nào ? Phân nhóm nào trong bảng hệ thống tuần hoàn? Biết số oxi hóa của R trong hợp chất oxit cao nhất là m O, trong hợp chất với hidro là m H và : mO - mH = 6 b) Xác định nguyên tố R, biết trong hợ p chất với hidro có %H = 2,74% về khối lượng. Viết công thức phân tử oxit cao nhất của R và hợ p chất của R với hidro. c) Hoàn thành các phương trình phản ứng sau đây : NaRO + SO2 + H2O → HRO + I2 + H2O → FeR 3 + SO2 + H2O → KRO3 + HI → R là nguyên tố trên (câu b). b) 0,5 điểm 2) (1 điểm) a) 0,5 đ a) Nguyên tố A : n = 3, l = 1, m = -1, s = - ½ → 3p4 A là S Nguyên tố X : n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2 → 2p4 X là O −
Nguyên tố Z : n = 2, l =1, m = 0, s = +1/2 → 2p2 Z là C b) Phân tử,ion CS2 SO2 2−
SO3
2−
SO4
Trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm sp sp2 sp3 sp3
Cấu trúc hình học Đường thẳng Góc Chóp đáy tam giác đều Tứ diện đều
3) (0,5 điểm) Trước phản ứng trạng thái lai hóa của Al là : sp2 Sau phản ứng trạng thái lai hóa của Al là : sp3 Cấu tạo hình học : * AlCl3 : tam giác phẳng * AlCl 4− : tứ diê ̣n đều a) 0,25 điểm b) 0,25 điểm c) 1 điểm 4) (1,5 điểm) a) Ta có : mO - mH = 6 mO + mH = 8 ⇒ mO = 7 mH = 1 b) Hợ p chất với hidro của R có công thức : RH m R R 97,26 = = = 35,5 . R là nguyên tố clo. m H 1 2,74 Công thức phân tử oxit cao nhất của R là Cl 2O7 và hợ p chất của R với hidro là HCl. c) NaClO + SO2 + H2O → NaHSO4 + HCl 5HClO + I2 + H2O → 2HIO3 + 5HCl 2FeCl3 + SO2 + 2H2O → 2FeCl2 + H2SO4 + 2HCl KClO3 + 6HI → 3I2 + KCl + 3H2O Câu 1(4,5 đ)
1/. Thể tích trống ở trong kẽm kim loại chiếm khoảng bao nhiêu phần trăm? Tính khối lượng riêng của nguyên tử kẽm biết KLNT của Zn là 65,38 đvc ; bán kính của nguyên tử Zn là 1,37.10-8 cm. So sánh KLR của nguyên tử Zn với KLR của kẽm kim loại ( d = 7,113 g/cm 3 ). 2/. Viết CTCT của các chất sau: Pb 3O4 ; Fe3O4 ; Al2(SO4)3 ; Na2S2O3 ; NH4 NO3 ; K 2S2O8 ; H4P2O7 ; Al2C6 3/. Cân bằng các phương trình phản ứng sau đây: a) CuFeS2+ Fe2(SO4)3 + H2O + O2 CuSO4 +FeSO4 +H2SO4 b) Zn + NO3- + OH - ZnO22- + NH3 + H2O c) Cr 2S3 + Mn(NO3)2 + K 2CO3 K 2CrO4+ K 2SO4+ K 2MnO4 + NO + CO2 Câu1 (4,5đ)
1/. Thể tích trống ở trong kẽm kim loại chiếm khoảng 25% 0,25đ) Khối lượng riêng của nguyên tử kẽm dZn = 10 g/cm3 (0,5đ) KLR của nguyên tử Zn lớn hơn KLR của kẽm kim loại vì khoảng cách giữa các nguyên tử Zn trong Zn kim loại rất gần nhau. (0,25đ)
2/. CTCT của 8 chất * 0,25 (2,0đ) 3/. Cân bằng các phương trình phản ứng 0,5 *3 (1,5đ) a) CuFeS2+x Fe2(SO4)3 + H2O + yO2 CuSO4 +FeSO4 +H2SO4 Theo định luật bảo toàn electron : x + 2 y = 8 . Do đó có vô số nghiệm. b) 4 Zn + NO3- + 7 OH - 4 ZnO22- + NH3 + 2 H2O c) Cr 2S3+15Mn(NO3)2 +20 K 2CO3 2K 2CrO4 +3K 2SO4+15K 2MnO4 +30NO +20 CO2 Câu2(3,5 đ)
Hợp chất M tạo bởi X+ và Y3- cả 2 ion đều có 5 nguyên tử của 2 nguyên tố tạo nên.A là một nguyên tố trong X+ có hóa trị âm là –a. B là một nguyên tố trong Y3Trong các hợp chất A,B đều có thể có hóa trị dương cao nhất là a+2.Phân tử lượng của hợp chất M là 149 đvc trong đó MY3- > 5 MX+ Tìm công thức phân tử của hợp chất M. Câu1 (3,5đ)
* A,B thuộc nhóm a+2 * A có hóa trị âm –a A có hóa trị với H là a (0,25đ) a = 8-(a+2) a = 3 . A có hóa trị âm là -3 (0,25đ) + + A phải kết hợp với H. Vậy X là AH4 (0,5đ) * B có hóa trị dương là +5. (0,25đ) 33 B phải kết hợp với O. Vậy Y là BO4 (0,5đ) CTPT (AH4)3BO4 M = 3A + 12 + B + 64 = 149 3A + B = 73 (1) (0,5đ) 3* MY > 5 B +64 > 5A + 20 (2) (0,5đ) + MX (1) ,(2) A<14,6 A là N , B là P (0,5đ) Vậy CTPT của M la ø(NH 4)3PO4 Câu 2 : (3 điểm) a. So sánh momen lưỡng cực của các phân tử sau : α / NH3 và NF3 β / C6H5Cl và C6H4Cl2 b. Tính momen lưỡng cực của p – C6H4FCl. Biết rằng : µ C6H5Cl = 1,7 D ; µ C6H5F = 1,58 D a. So saùnh momen löôõng cöïc : α / NH3 vaø NF3 (1,0 ñ) µ 3 > µ 3 Cấu trúc phân tử NH 3 và NF3 đều có cấu trúc tháp, nguyên tử N đều ở trạng thái lai hoá sp3 và còn một cặp electron chưa chia. Momen lưỡng cực của các liên kết N – H và F – H xấp xỉ nhau. Tuy nhiên vì momen lưỡng cực của 3 liên kết N – H trong phân tử NH3 định hướng cùng chiều với momen lưỡng cực gây ra bởi cặp electron chưa chia. Trong NF3 momen lưỡng cực tổng hợp của 3 liên kết N – F định hướng theo chiều ngược lại β / C6H5Cl và C6H4Cl2 (1,5 đ) NH
NF
Phân tử C6H4Cl2 tồn tại dưới 3 dạng (o, m, p) µ C6H5Cl ≈ µ m – C6H4Cl2 µ p – C6H4Cl2 < µ C6H5Cl < µ 0 – C6H4Cl2 b. µ p – C6H4FCl = µ C6H5F - µ C6H5Cl = 1,7 – 1,58 = 0,12 D Câu IV (4điểm) : 1- Có cấu hình electron :1s 22s22p63s23p63d54s1.(1) a) Dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn cấu hình electron (1) b) (1) là cấu hình electron của nguyên tử hay ion ? Tại sao ? c) Cho biết tính chất hóa học đặc trưng của ion hay nguyên tử ứng với cấu hình electron (1) .Cho ví dụ . 2- Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C có màu vàng cam. Cho 0,1mol hợp chất C phản ứng vói CO2 (dư) tạo thành hợp chất D và 2,4 gam B. Hòa tan hoàn toàn D vào nước,dung dịch D phản ứng hết 100ml dung dịch HCl 1M giải phóng 1,12 lit khí CO2 (đkc) . Hãy xác định A,B,C,D và viết các phương trình phản ứng xảy ra . Biết hợp chất C chứa 45,07% B theo khối lượng , hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy. Câu IV (4điểm) 1-(2điểm) a- Viết ô lượng tử (0,5đ) b- Cấu hình electron nguyên tử Crom (0,5đ) c- Tính chất hoá học đặc trưng là tính khử và tính lưỡng tính .Vd (1đ) 2-(2điểm) Dung dịch D phản ứng với HCl giải phóng khí CO 2. Suy ra hợp chất D là muối cacbonat của kim loại .D không bị phân tích khi nóng chảy , vậy D là cacbonat của kim loại kiềm . C + CO 2 → D + B .Vậy C là peoxit hay superoxit, B là oxi (0,5đ) Đặt công thức của C là AxOy. Từ dữ kiện đề tính được M A= 39 Vậy A là K , B là O2, C là KO2, D là K 2CO3 (0,75đ) Các phản ứng : K + O2 → KO2 4 KO2 + 2 CO2 → 2 K 2CO3 + 3 O2 Câu I (5 điểm): 1)Cho bộ bốn số lượng tử của electron chót cùng trên nguyên tử của các nguyên tố A, X, Z như sau: A : n = 3 , l = 1 , m = -1 , s = -1/2 X : n = 2 , l = 1 , m = -1 , s = -1/2 Z : n = 2 , l = 1 , m = 0 , s = +1/2 a) Xác định A, X, Z. b) Cho biết trạng thái lai hóa và cấu trúc hình học của các phân tử và ion sau: ZA2 , AX2 , AX32-, AX42-. 1) 3,5 điểm a) 1,5 đ. Nguyên tố A: n = 3, l = 1, m = -1, s = -1/2 → 3p4. A là S. Nguyên tố X: n = 2, l = 1, m = -1, s = -1/2 → 3p4. X là O. Nguyên tố Z: n = 2, l = 1, m = 0, s = +1/2 → 2p2. Z là C. b) 2 đ Phân tử, ion Trạng thái lai hóa của Cấu trúc hình học nguyên tử trung tâm
CS2 SO2 SO32SO42Bài I/2: (2,0 điểm)
sp sp2 sp3 sp3
Đường thẳng Góc Chóp đáy tam giác đều Tứ diện đều
a) Trong bảng tuần hoàn có một ô ghi
29
X
63,546
3d 10 4s1
a1) Hãy cho biết ý nghĩa của chữ và các số trong ô. a2) Xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn. a3) Hoàn thành phương trình phản ứng theo sơ đồ sau: ( 1) XO ( 3) X ) hh ( HCl + HNO 3XCl X 2 O → → →2 ← ( 2) Cho 0,2 mol XO (ở câu trên) tan trong dung dịch H 2SO4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 10 0C. Tính khối lượng tinh thể XSO4.5H2O đã tách ra khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của XSO 4 ở 100C là 17,4gam/100gam nước X: ký hiệu nguyên tố. 10 1 3d 4s : có 10 e ở obitan 3d và 1 e ở obitan 4s. 29: số thứ tự nguyên tố. 63,546: nguyên tử khối trung bình của X. X là Cu ở : Chu kỳ 4. Nhóm IB. Ô 29. Các phản ứng: 1 t0 (1) Cu 2O + O 2 → 2CuO 2 t0 1 ( 2) 2CuO = Cu 2O + O 2 2 0
t ( 3) CuO + H 2 → Cu + H 2O (Coù theå thayH 2 baèng Al, CO,NH3) ( 4) 3Cu + 6HCl + 2HNO3 → 3CuCl 2 + 2 NO + 4H 2O Câu 3: 5 điểm 1) Một chất thải phóng xạ có chu kì bán hủy là 200 năm, được chứa trong thùng kín và chôn dưới đất. Hỏi trong thời gian bao lâu để tốc độ phân rã giảm từ 6,5.10 12 nguyên tử/phút xuống còn 3,00.10 -3 nguyên tử/phút. 2)Phản ứng xà phòng hóa este etyl axetat bằng dung dịch NaOH ở 10 oC có hằng số tốc độ bằng 2,38 mol-1lit ph-1. Tính thời gian cần để xà phòng hóa 50% etyl axetat ở 10 0C khi trộn 1 lít dung dịch etyl axetat 0,05M với: a) 1 lít dung dịch NaOH 0,05M b) 1 lít dung dịch NaOH 0,10 M 3) a) Tính hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng biết ở 393 oK phản ứng kết thúc sau 18 phút, ở 453 oK phản ứng kết thúc sau 1,5s. b) Hệ số nhiệt độ của 1 phản ứng bằng 2. Cho biết ở 0 oC, phản ứng kết thúc sau 1024 ngày, vậy ở 300oC, phản ứng kết thúc sau bao nhiêu lâu?
Câu 3 : (5 điểm) 1) 1 điểm
0,693
0,693 = 347.10-5/năm t 1/ 2 200 2,303 N 2,303 6.50.1012 -5 ⇔ 347.10 /năm = Mặt khác : K= lg lg 3,00.10−3 t N t ⇒ t = 1,02.104năm 2) 2 điểm : Phản ứng xà phòng hóa etyl axetat là phản ứng bậc hai: CH3COOC2H5 + OH- → CH3COO- + C2H5OH a) Nồng độ đầu 2 tác chất bằng nhau : 1 1 Từ biểu thức : = kt + ta rút ra: [ A] [ A] x 1 t= × [ A] ([ A] − x) k Với k = 2,38, [A]o = 0,025M, x = 0,0125M, ta có : 0,0125 t= = 16,8 ph = 16 ph 48s 2,38.0, 025(0, 025 − 0, 0125) b) Nồng độ 2 tác chất không bằng nhau : 1 1 [ B ] [ A] − x ln . t = . k ([ A] − [ B ] ) [ A] [ B] − x Với [A]o = 0,025 M , [B]o = 0,05 M, x = 0,0125 M ta có : 1 0, 05 0, 025 − 0,0125 ln . t = = 6 ph 49s 2, 38(0, 025 − 0, 05) 0, 025 0, 05 − 0, 0125 3) 2 điểm Hằng số phóng xạ : K =
=
o
o
t
o
o
o
o
a)Theo Van’t Hoff :
o
v2 v1
o
o
o
o
t 2 − t 1
= γ 10
− t 1 453 − 393 = = 720 10 10 Nên γ 6 = 720 ⇒ γ = 2,99 ≈ 3 b)Khi nhiệt độ tăng từ 0 oC đến 300oC, theo Van’t Hoff, số lần tốc độ tăng là 2 30. Vì thời gian hoàn tất phản ứng tỉ lệ nghịch với tốc độ phản ứng nên ta có : Thôø i gian ôû3000C v0 Thôø i gian ôû3000C 1 = ⇒ = 30 1024 2 v300 Thôø i gian ôû00C 1024 1024 × 24 × 60 × 60 s ≈ 0,08 s Thời gian ở 3000C = 30 ngày = 2 230 CÂU 1 1 . Hai nguyên tố A và B cùng thuộc chu kì 3 . Hãy viết cấu hình electron của chúng , biết rằng năng lượng Ion hóa (I) của chúng lần lượt có các giá trị sau (tính theo kJ/mol) (A) : I1 I2 I3 I4 I5 I6 577 1816 2744 11576 14829 18375 (B) : I1 I2 I3 I4 I5 I6 Ta có :
t2
1012
1903
2910
4956
6278
22230
CÂU 1 1 . (A) : Sau I3 có bước nhảy đột ngột về năng lượng ion hóa , vậy nguyên tố A có 3 electron hóa trị . nó thuộc chu kỳ 3 , nhóm III A ( đó là Al) . c.h.e : 1s22s22p63s23p1 . Tương tự (B) : là P có c.h.e : 1s 22s22p63s23p3 .