B À I T Ậ P H Ữ U C Ơ D Ù N G Đ ỂK I Ể M T R A Đ Ộ I T U Y Ể Nvectorstock.com/3687784Ths Nguyễn Thanh TúeBook CollectionBÀI TẬP HỮU CƠ DÙNG ĐỂ KIỂM TRA ĐỘITUYỂN HSG QUỐC GIA MÔN HÓA HỌCCÓ ĐÁP ÁNWORD VERSION | 2021 EDITIONORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA [email protected]ài liệu chuẩn tham khảoPhát triển kênh bởiThs Nguyễn Thanh TúĐơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật :Nguyen Thanh Tu GroupHỗ trợ trực tuyếnFb www.facebook.com/DayKemQuyNhonMobi/Zalo 0905779594 Show
H 3 PO 3 ; H 2 SO 4 ; SO 2 ; SO 3 ; NH 4 HSO 4 ; KMnO 4 ; K 2 Cr 2 O 7 ; Cl 2 O 7 ; H 2 S 2 O 7 ; H 2 S 2 O 8 ; H 2 O 2 ,..........Bài 2. Axit 3-aminobenzoic có cấu tạo như hình vẽ bên. Hãy xác định hoá trị và số oxihoá của tất cảcác nguyên tố và trạng thái lai hoá của các nguyên tử trung tâm trong công thức đã cho và giảithích. Có thể mở rộng xác định hoá trị của các nguyên tố trong các chất vô cơ hoặc hữu cơ phức tạphơn: (NO 2 )C 6 H 4 (COOH); CH C-CH=C=CH-CH(CH 3 ) 2 ; H 2 SO 4 ; H 3 PO 3 ; H 2 SO 4 ; SO 2 ; SO 3 ;NH 4 HSO 4 ; KMnO 4 ; K 2 Cr 2 O 7 ; Cl 2 O 7 ; H 2 S 2 O 7 ; H 2 S 2 O 8 ; H 2 O 2 , NH 4 NO 3 , H 2 N-C 6 H 4 -NO 2 , Al 4 C 3 ,..........Bài 3. Cho phân tử: ClF 3 hãy: - Viết công thức cấu tạo; Cho biết kiểu lai hoá trong phân tử; Mô tảhình dạng phân tử. Cho: (độ phân cực) của phân tử là O,55 D ; góc liên kết FClF = 87 0. GiảithíchBài 4. Độ phân ly nhiệt (tính theo %) ở 1000 K của các halogen:F 2 Cl 2 Br 2 I 2% 4,3 0,035 0,23 2,Hãy nêu quy luật chung của sự biến thiên độ phân ly nhiệt, giải thích sự bất thường về độ phân lynhiệt từ F 2 đến Cl 2* HS có thể dựa vào bài tập này để giải thích sự phân li nhiệt của nhiều dãy chất khác : HF, HCl, HBr,HI; hoặc H 2 O; H 2 S; H 2 Se; H 2 Te;...........Bài 5. Cho các trị số góc liên kết trong phân tử PX 3 : 100,3 0 ; 97,8 0 ; 101,5 0 ; 102 0 và các góc liên kếtIPI; FPF ; ClPCl ; BrPBr. Hãy gán trị số cho mỗi góc liên kết và giải thích.* HS vận dụng để làm các bài tập tương tự: so sánh góc liên kết trong các phân tử: NH 3 ; NF 3 hoặcH 2 O; OF 2 ; OCl 2 ; OBr 2 ........Bài 6. a) Tại sao trong các phân tử H 2 O,NH 3 các góc liên kết HOH (104,29 0 ) và HNH (107 0 ) lại nhỏhơn góc tứ diện (109 0 ,28’)?b) Xét 2 phân tử H 2 O và H 2 S tại sao góc HSH (92 0 15’) lại nhỏ hơn HOH (104 0 29’)c) Xét 2 phân tử H 2 O và F 2 O tại sao góc FOF (103 0 15’) lại nhỏ hơn HOH (104 0 29’)Bài 7. Cho các phân tử: Cl 2 O ; O 3 ; SO 2 ; NO 2 ; CO 2 và các trị số góc liên kết: 120 0 ; 111 0 ; 132 0 ;116,5 0 ; 180 0. Hãy ghi giá trị góc liên kết trên cho phù hợp với các phân tử tương ứng và giải thích(ngắn gọn)Bài 8. Một trong ba chất hữu cơ sau: ortho-diclobenzen ; meta-diclobenzen ; para-điclobenzen cómomen lưỡng cực bằng 1,53 D. Hãy chỉ rõ đó là chất nào? có giải thích, biết rằng mônôclobenzencó momen lưỡng cực là 1,53D).Bài 9. Có 5 chất hữu cơ với các giá trị mômen lưỡng cực tương ứng như sau:Chất hữu cơ A B C D E (D) 0,0 1,89 1,97 1,71 2,Biết A, B, C, D, E thuộc trong các chất sau:cis - CHCl = CHCl ; cis - CH 3 – CH = CH – Cl ; trans - CHCl = CHCl;trans - CH 3 –CH = CH–Cl và trans - CH 3 – CH = CH – COOH.Hãy chỉ rõ A,B,C,D,E là những chất nào? giải thích.Bài 11. Trong phân tử HCHO có 2 góc liên kết là 116 0 và 122 0. Hãy cho biết đó là góc nào? Giải thích.Bài 12: Cho 3 phân tử SCl 2 , F 2 O, Cl 2 O với các trị số góc đo được bằng 111 0 , 103 0 , 105 0. Hỏi đó lànhững góc nào? Giải thích.Bài 13. Giải thích tại sao CCl 4 là hợp chất trơ, không bị thuỷ phân trong H 2 O, còn SiCl 4 lại bị thuỷphân rất mạnh trong H 2 O. Viết phương trình phản ứng.Hướng dẫn : So sánh độ bền của liên kết C-Cl với Si-Cl và cấu tạo nguyên tử C so với Si có đặcđiểm gì khác nhau dẫn đến tính chất của chúng khác nhauNhận xét : Có thể áp dụng so sánh độ bền của các phân tử NH 3 với PH 3 ; H 2 S với H 2 O ; ....Bài 14. Mô tả cấu trúc các phân tử N(CH 3 ) 3 và N(SiH 3 ) 3. So sánh góc liên kết CNC với SiNSi. Sosánh tính bazơ giữa 2 hợp chất trên.* Nhận xét : có thể thêm yêu cầu : so sánh góc liên kết trong 2 phân tử, độ bền của các chất, độ phâncực của phân tửBài 15. Hợp chất A có tổng số electron trong phân tử = 100. A được tạo thành từ 2 phi kim thuộc cácchu kì nhỏ và thuộc 2 nhóm khác nhau. Xác định công thức phân tử của A, biết rằng tổng số nguyêntử các nguyên tố trong A là 6. Mô tả cấu tạo phân tử A (hình dạng, kiểu liên kết).Bài 16. Vì sao nước đá lại nhẹ hơn nước lỏng?Hướng dẫn : Xác định về mạng tinh thể của nước đá được hình thành như thế nào, loại liên kết trongtinh thể nước đá so với nước lỏng từ đó so sánh thể tích của cùng một lượng nước đá khối lượngriêngBài 17. Momen lưỡng cực của liên kết C Cl bằng 1,6D. Triclo- benzen C 6 H 3 Cl 3 có momen lưỡngcực = 0. Hãy chỉ rõ cấu tạo của đồng phân này? Nêu cấu tạo của đồng phân C 6 H 3 Cl 3 có momenlưỡng cực lớn nhất và tính momen đó.Bài 18. Axit Flohydric là một axit yếu nhất trong các axit HX nhưng lại tạo được muối axit còn cácaxit khác thì không có khả năng này?* Nhận xét:HS có thể vận dụng bài tập này để giải thích về nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy củaHF so với các HX khácBài19. Bo và Nhôm là hai nguyên tố kề nhau ở phân nhóm IIIA. tại sao có phân tử Al 2 Cl 6 nhưngkhông có phân tử B 2 Cl 6?Bài 20. Có 3 hidrocacbon: C 2 H 6 ; C 2 H 4 ; C 2 H 2. Người ta ghi được các số liệu sau:
Hãy điền các giá trị phù hợp với từng hidrocacbon theo bảng sau:Hidrocacbon KiểulaihoáGóc hoátrịĐộ âm điện củanguyên tử cacbonĐộ dài liênkết C-C (0 A )Độ dài liênkết C-H (0 A )CH 3 -CH 3CH 2 = CH 2CH≡CHHướng dẫn : Trạng thái lai hoá càng nhỏ Độ âm điện càng lớn Độ dài liên kết càng nhỏNhận xét : bài tập này cần HS phải xác định được trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâmvà một loại liên kết phối trí giữa nguyên tử trung tâm và phối tử. Do đó HS phải có tư duysâu về cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá họcBài 23. Điểm sôi của NF 3 = 1290 C còn của NH 3 = 330 C. Amoniac tác dụng như một bazơ Lewis cònNF 3 thì không. Momen lưỡng cực của NH 3 = 1,46D lớn hơn nhiều so với momen lưỡng cực củaNF 3 = 0,24D mặc dù độ âm điện của F lớn hơn nhiều so với H. Hãy giải thích.Hướng dẫn : Dựa vào trạng thái lai hoá, momen lưỡng cực của phân tử, liên kết H để giải thích cácsự khác biệt đóLời giải : - Độ âm điện lớn của F làm giảm mật độ e trên N và giảm tính bazơ của N trong NF3.####### F F ####### F ####### N ####### H H ####### H
lưỡng cực chung của các liên kết N F (do độ âm điện của F > N) các momen lưỡng cực triệt tiêu nhau nên nhỏ 0òn trong NH 3 momen lưỡng cực của đôi ekhông liên kết cùng hướng với momen lưỡng cực chung của các liên kết N H (do độ âm điện của N\> H).Nhận xét : Bài tập này tổng hợp nhiều yêu cầu về cấu tạo nguyên tử , liên kết hoá học. Cũng có thểđảo đề bài này thành so sánh nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy, tính bazơ của NH 3 và NF 3. Họcsinh sẽ phải suy luận nhiều hơn, bài tập sẽ trở nên khó hơn với HSBài 24. Tại sao có các phân tử BF 3 , BCl 3 , BBr 3 nhưng không có phân tử BH 3?Hướng dẫn: dựa vào khả năng tạo thành liên kết cho –nhận giữa phối tử và nguyên tử trung tâmLời giải : Sự có mặt của liên kết trong các phân tử BF 3 , BCl 3 ... làm cho các lớp vỏ hoá trị của nguyên tửB lẫn nguyên tử halogen đạt quy tắc bát tử(bền vững). Không có được liên kết ở BH 3 , quanh Bchỉ có 6e ở lớp vỏ ngoài cùng nên phân tử BH 3 không bền vững và có khuynh hướng dime hoá đểcó cấu trúc bền vững.( Sự có mặt 2 liên kết 3 tâm xuất hiện sự xen phủ của 2 obital lai hóa sp2 của nguyên tử B và obital 1s của H làm cho các nguyên tử B đều bão hòa phối trí và có cơ cấubền vững)* Nhận xét: đây là bài tập khó đối với HS. để giải thích được tính bền của BH 3 ở dạng đime phải vậndụng 1 loại liên kết 3 tâm mà HS ít gặp. Kiến thức này tương đối trừu tượng và khó giải thích choHSBài 25. Nhôm clorua khi hoà tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thìtồn tại ở dạng đime (Al 2 Cl 6 ). ở nhiệt độ cao (700 0 C) đime bị phân li thành monome (AlCl 3 ). Viếtcông thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome; Cho biết kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm,kiểu liên kết trong mỗi phân tử ; Mô tả cấu trúc hình học của các phân tử đó.Hướng dẫn : tương tự bài 19Lời giảiM = 20 = 1,91 DebyeM = 18 = 1,84 Debye * Nhôm có 2 số phối trí đặc trưng là 4 và 6. Phù hợp với quy tắc bát tử, cấu tạo Lewis của phântử đi me và monome:Monome ; Đime* Kiểu lai hoá của nguyên tử nhôm : Trong AlCl 3 là sp 2 vì Al có 3 cặp electron hoá trị;Trong Al 2 Cl 6 là sp 3 vì Al có 4 cặp electron hoá trị.AlCl 3 có 3 liên kết cộng hoá trị có cực giữa nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl.Al 2 Cl 6 : Mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết cộng hoá trị với 3 nguyên tử Cl và 1 liên kết cho nhận với1 nguyên tử Cl (Al: nhận; Cl: cho).Trong 6 nguyên tử Cl có 2 nguyên tử Cl có 2 liên kết, 1 liên kết cộnghoá trị thông thường và liên kết cho nhận.* Cấu trúc hình học:Phân tử AlCl 3 : nguyên tử Al lai hoá kiểu sp2 nên phân tử có cấu trúc tamgiác phẳng, đều, nguyên tử Al ở tâm còn 3 nguyên tử Cl ở 3 đỉnh củatam giác.Phân tử Al 2 Cl 6 : cấu trúc 2 tứ diện ghép với nhau. Mỗi nguyên tử Allà tâm của một tứ diện, mỗi nguyên tử Cl là đỉnh của tứ diện. Có 2nguyên tử Cl là đỉnh chung của 2 tứ diện. ( Al; O Cl)Bài26. Phân tử HF và phân tử H 2 O có momen lưỡng cực, phân tử khốigần bằng nhau (HF =1,91 D, H 2 O = 1,84 D, MHF = 20, MH O 2 = 18);nhưng nhiệt độ nóng chảy của hiđroflorua là – 83 0 C thấp hơn nhiềuso với nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 0 0 C, hãy giải thích vì sao?Hướng dẫn : dựa vào liên kết H giữa các phân tử nước với nhau và HF với nhau để giải thíchLời giải* Phân tử H-F ; Phân tử H-O-Hcó thể tạo liên kết hiđro – H F – có thể tạo liên kết hiđro – H.. –* Nhiệt độ nóng chảy của các chất rắn với các mạng lưới phân tử (nút lưới là các phân tử) phụthuộc vào các yếu tố:
gồm: lực liên kết hiđro, lực liên kết van der Waals.*Nhận xét: HF và H 2 O có mo men lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần bằng nhau và đều cóliên kết hiđro khá bền, đáng lẽ hai chất rắn đó phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ nhau, HF cónhiệt độ nóng chảy phải cao hơn của nước (vì HF mo men lưỡng cực lớn hơn, phân tử khối lớnhơn, liên kết hiđro bền hơn). Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc (H 2 O) = 0 0 C > Tnc(HF) = – 83 0 C.* Giải thích:Mỗi phân tử H-F chỉ tạo được 2 liên kết hiđro với 2 phân tử HF khác ở hai bênClClClAl AlClClClAlClCl Cl120 0 12001200 OOOOOOClClAl Cl1 NO2 Cl NO2 NO2 1 2 Cl 2 CH3 HSHNiClClClCl2PtClCl ClCl2PdClClClCl2ClCl * Cũng như PdCl42-, Pd(NH 3 ) 2 Cl 2 có cấu trúc vuông phẳng nhiên do hai phối tử khác nhaunên có 2 cấu hình hình học. Đó là một kiểu xếp 2Cl trên hai đỉnh kế cận của hình vuông (đồngphân cis-), kiểu thứ hai xếp các cặp phối tử cùng loại ở các đỉnh đối diện của hình vuông (đồngphân trans-)PdCl NH 3Cl NH 3PdClCl NH 3H 3 Ncis- vμ trans-Bài 32. Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H 2 S là1,09D và của liên kết S – H là 2,61–30 C. Hãy xác định:a) Góc liên kết HSH.b) Độ ion của liên kết S – H , biết rằng độ dài liên kết S – H là 1,33 Å. Cho 1D = 3,33. 10–30C.Giả sử của cặp electron không chia của S là không đáng kể. a) Phân tử H 2 S có cấu trúc góc nên:H S 22 = SH2 + SH2 + 2 SH. SHcos = 2 SH2 (1 + cos )\= 4 SH2 .cos2 2 H S 2\= 2 SHcos2.Suy ra cos2 \=2 2H S SH =30 30 1, 09,33.2,61. = 1,39 = 920 .b) Độ ion của liên kết S – H =/ / t n l t =30 30 19 2, 61.1,33 .1, 6. . 100 = 12,3%Bài 33. Xác định momen lưỡng cực (D) Clvà NO 2trong các dẫn xuất thế 2 lần của nhân benzensau: 1,2 – dinitrobenzen ( \= 6,6 D); 1,3 – diclobenzen ( \= 1,5 D); para – nitrôToluen ( \=4,4 D); nitrobenzen ( \= 4,2 D). Theo phương pháp cộng véctơ: 2 = 12 + 22 + 2 1. 2cos hay \=2 2 1 2 2 1. 2 .cos * Trường hợp phân tử có 2 nhóm thế như nhau ( 1 = 2 ) thì ta có : 2 = 2 12 (1 + cos ) = 4 12 cos2hay = 2 1cos2Vậy:
3\= 60 0 thì 6,6 = 2 NO 2. cos602 NO 2\= 3,8 D
3\= 120 0 thì 1,5 = 2 Cl. cos1202 Cl\= 1,5 D* Trường hợp phân tử có 2 nhóm thế khác nhau ( 1 2 ) như p – nitroToluen thì: = 180 0 và NO 2và CH 3có hướng ngược nhau,NO 2hướng từ trong ra ngoài còn CH 3lại hướng từ ngoài vào trong.Theo phép cộng vectơ: ( p – nitroToluen) = NO 2
.Hay 4,4 = 3,8 – CH 3 CH 3\= 3,8 – 4,4 = – 0,6 D(dấu – chứng tỏ hướng của CH 3)II.1..4. Liên kết ionBài 1. Mô tả sự chuyển dịch electron từ nguyên tử liti sang nguyên tử flo để tạo thành hợp chất litiflorua theoba cách:a) Theo cấu hình electron.b) Theo sơ đồ obitan (các ô lượng tử)c) Theo kí hiệu Liuyt.HD: a) Li [He]2s 1 + F [He]2s 2 2p 5 Li+ 1s 2 + F- [He]2s 2 2p 61s 2s 2p 1s 2s 2p+Li+1s 2s 2pF-1s 2s 2p+b)Li + F Li + F-c)Bài 2:. Mô tả sự tạo thành ion Na+ và O2- từ các nguyên tử theo sơ đồ obitan và kí hiệu Liuyt. Xác định côngthức của hợp chất?Bài 3: Mô tả kiểu liên kết trong các hợp chất CaO, CaCl 2 , Ca(OH) 2 , NaClO 3 , Na 2 SO 3.CaOCa2+ O 2- Liên kết ion giữa Ca2+ và O2-CaCl 2CaCl - 2+ Cl - Liên kết ion giữa Ca2+ và 2 ion Cl-Ca(OH) 2Ca2+ O-H####### - H-O
NaClO 3O Cl OO -Na+ Liên kết ion giữa ion Na+ và ion cloratClO3-Na 2 SO 3O S OO -Na+ Na+Liên kết ion giữa ion sunfit SO32- và 2 ionNa+áp dụng NO2+ : Theo (a), N 2 = 4e ; N 3 = (16 – 4)e = 12e. Trong (a) O âm điệnhơn N nên tạo octet cho O. Hiện nay mỗi O mới có 2e; mỗi O cần 6e nữa mới có octet. ở đây N 4 = 6 = 12e(c).O N O (c) ; O N O O N O (d) O N O; (f)Bước 4: Tìm công thức Liuyt đúng+) Tìm số e còn lại, kí hiệu N 5 là: N 5 = N 3 - N 4
trung tâm là nguyên tử của nguyên tố thuộc chu kì 3trở đi).+) Sau khi thực hiện bước trên, nếu nguyên tử trung tâm là nguyên tử của nguyên tố chu kì 2 chưa đạt đượcoctet, ta phải chuyển một đôi e riêng ở nguyên tử âm điện hơn thành đôi e liên kết, sao cho có được octet đốivới nguyên tử trung tâm đó. Được công thức (d)+) Tính lại điện tích hình thức cho mỗi nguyên tử trong công thức vừa viết ở trên (d) và kết luận.N 5 = (12 -12)e = 0 ; Điện tích hình thức O: 6 - 6 = 0 ; N : 5 - 4 = 1Vậy (f) là công thức Liuyt cần tìm của NO2+.Bài 2. Viết công thức của các phân tử và ion sau theo sơ đồ Liuyt:a) Cl 2 , N 2 b) H 2 S, SO 2 , SO 3 , H 2 O, CO, HCNc) NH4+, NO+ d) NO2-, NO3-, CO32-, SO32-, PO43-, SO42-, ClO2-, ClO3-, ClO4-Bài 3ét liên kết cacbon-oxi trong fomalđehit H 2 CO và trong cacbon monoxit CO.
Bài 4. So sánh liên kết nitơ - nitrơ trong hiđrazin H 2 NNH 2 và trong khí cười N 2 O.
HD: Liên kết nitơ-nitơ trong hiđrazin là liên kết đơn, còn liên kết nitơ-nitơ trong “khí cười” N 2 O là liên kết banên liên kết nitơ-nitơ trong phân tử hiđrazin ngắn hơn và kém bền hơn trong liên kết nitơ-nitơ N 2 O.Bài 5. a) So sánh liên kết và liên kết .b) Tại sao năng lượng liên kết đôi C = C (614 kJ/mol) không lớp gấp đôi năng lượng liên kết đơn C – C (kJ/mol) và tại sao năng lượng liên kết ba C C lại không lớn gấp ba?Bài 6. Dựa vào công thức Liuyt và năng lượng liên kết, hãy :a) Tính nhiệt của phản ứng đốt cháy metan (CH 4 )?b) Tính nhiệt của phản ứng clo hóa metan tạo thành CHCl 3?Bài 7. Dựa vào năng lượng liên kết, hãy tính nhiệt của các phản ứng sau:a) N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k)b) C 2 H 4 (k) + HBr (k) C 2 H 5 Br (k)Bài 8. Bằng cách dùng một luồng photon với bước sóng xác định, các nhà bác học có thể phân li khi hiđroiođua (HI) thành các nguyên tử. Khi HI bị phân li, các nguyên tử H chuyển động nhanh hơn còn các nguyêntử I tương đối nặng nên chuyển động chậm hơn.a) Hỏi bước sóng dài nhất là bao nhiêu (tính theo nm) để có thể phân li được một phân tử HI?b) Nếu dùng một photon có bước sóng là 254 nm thì năng lượng dư (tính theo J) là bao nhiêu so với nănglượng cần thiết để phân li?c) Nếu nguyên tử H nhận toàn bộ năng lượng dư đó như là động năng thì tốc độ của nó là bao nhiêu (theom/s).Cho biết: - Năng lượng phân li H-I là 295 kJ/mol
Bài 9. Các nhà hóa học dùng lade phát ra ánh sáng có năng lượng xác định để phá vỡ liên kết hóa học.a) Hỏi một photon phải có năng lượng tối thiểu và tần số là bao nhiêu để phân li một phân tử Cl 2?b) Người ta cho rằng giai đoạn đầu tiên trong quá trình phá hủy tầng ozon trên tầng bình lưu do chấtclorofloro cacbon (CCl 2 F 2 ) công nghiệp gây ra là sự phân li liên kết C-Cl bởi ánh sáng.Hỏi một photon phải có bước sóng dài nhất là bao nhiêu mới có thể gây ra sự phân li đó?Cho biết: - Năng lượng phân li Cl – Cl là 243kJ/mol.
;####### H ####### N ####### H ####### N ####### H ####### H ####### O N N HD: Cl – Cl (k) h Cl (k) + Cl (k) Hpl = 243 kJ/mola) Năng lượng tối thiểu photon cần phải có để phá vỡ một liên kết Cl – Cl :3 19 23 243.4, 04.6, 02.H pl JE JN
4, 04.6, 09.6,63..E JE h sh J s b) C – Cl (trong CCl 2 F 2 ) h C + Cl Hpl = 339 kJ/molNăng lượng tối thiểu photon cần có để phá hủy một liên kết C – Cl là:3 19 23 339.5,63.6, 02.H pl JE JN Bước sóng của photon ứng với năng lượng trên là:34 8 1 7 19 (6, 63. ).(3, 00. )3,53.5, 63.hc hc J s m sE h mE J = 353 nmBài 10. a) Có thể tồn tại các phân tử sau đây hay không? Giải thích?SF 6 , Cl 7 F, ClF 3b) Giải thích vì sao trong dãy các hợp chất HF, HCl, HBr, HI nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của HF caohơn HCl và tăng dần theo thứ tự HCl, HBr, HI.III.1. Dạng hình học của phân tử :Bài 1. a) Góc liên kết là gì?b) Trong phân tử nước H 2 O, độ dài liên kết O-H bằng 0,96-10m và góc HOH bằng 104,5 0. Tính khoảng cáchgiữa hai nguyên tử H (theo nm)?Bài 2. a) Căn cứ vào nguyên tắc nào để xác định dạng hình học của các phân tử và ion đơn giản.b) Trên thực tế thường gặp những dạng nào?c) Dự đoán dạng hình học của một số phân tử và ion sau:
d) Hãy nêu một số bước cần tiến hành để xác định dạng hình học của các phân tử trên.e) Nhận xét về mối liên hệ giữa số nhóm electron xung quanh nguyên tử trung tâm và dạng hình học của cácphân tử nếu trong phần c.Bài 3. Trong phân tử amoniac NH 3 , độ dài liên kết l của các liên kết N - H bằng 100 pm. Góc liên kết HNHbằng 107 0. Tính khoảng cách giữa hai nguyên tử hiđro (theo pm).Bài 4. a) Dùng thuyết obitan lai hóa, hãy giải thích liên kết hóa học trong H 2 S, BeH 2 và SO 2.b) Hãy cho biết dạng hình học của NH4+, PCl 5 , NH 3 , SF 6 bằng hình vẽ. Xácđịnh trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm.Bài 6 Vẽ công thức Liúyt của phân tử O 3 , biết góc liên kết khoảng 119 0 C và độ dài các liên kết như nhau. Hỏinguyên tử oxi trung tâm thuộc loại lai hóa gì?Bài 7. a) Mô tả dạng hình học phân tử, trạng thái lai hóa của nguyên tử nguyên tố trung tâm trong các phân tử:IF 5 , XeF 4 , Be(CH 3 ) 2.b) So sánh độ lớn góc liên kết của các phân tử sau đây. Giải thích. PI 3 , PCl 5 , PBr 3 , PF 3.Bài 8. Ngày nay, người ta đã cô lập được một số hợp chất của các nguyên tố khí hiếm như Kripton và Xenon.a) Dùng thuyết liên kết hóa trị, dự đoán hình học phân tử có thể có của XeF 2 và XeF 4.b) Số oxi hóa của Xe trong mỗi hợp chất trên là bao nhiêu? Ta dự đoán chúng phản ứng như một chất oxi hóahay chất khử?Bài 9. Dựa vào lí thuyết lai hóa các obitan, hãy giải thích sự tạo thành các ion và phân tử: [Co(NH 3 ) 6 ]3+ ,[MnCl 4 ]2- , [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ].III.1. Sự phân cực liên kết. Phân tử phân cực và không phân cựcBài 1. Bộ âm điện của C trong C 2 H 6 , C 2 H 4 , C 2 H 2 tương ứng bằng 2,48; 2,75; 3,29.Hãy sắp xếp ba chất trên theo thứ tự giảm dần độ phân cực của liên kết C-H; lấy ví dụ phản ứng hoá học đểminh họa và dùng các số liệu trên để giải thích sự sắp xếp đó.Bài 2. Trong mỗi cặp liên kết nêu sau đây, hãy nêu rõ liên kết nào phân cực hơn và dùng mũi tên để chỉ chiềucủa sự phân cực (từ dương sang âm) ở mỗi liên kết.a) C – O và C – N b) P – O và P – S c) P – H và P – N d) B – H và B – IHD: Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử tạo thành liên kết. Hiệu độ âm điện càng lớn thì độ phân cựccủa liên kết càng lớn.Trong liên kết A – B ; giả sử A >B thì = A - B ; càng lớn thì liên kết A – B càng phân cực, theo chiềuABBài 3. Phân tử sau đây là acrolein, một chất đầu để điều chế một số chất plastic.####### H C C C O ####### H H H ....a) Trong phân tử, những liên kết nào phân cực? Những liên kết nào không phân cực?b) Liên kết nào phân cực nhất trong phân tử?HD: Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử tạo thành liên kết. Hiệu độ âm điện càng lớn thì độ phân cựccủa liên kết càng lớn.Trong liên kết A – B ; giả sử A >B thì = A - B ; càng lớn thì liên kết A – B càng phân cực, theo chiềuABa) Các liên kết C - H và C = O phân cực; các liên kết C - C , C = C không phân cực.b) liên kết phân cực nhất là liên kết C = O.Bài 4. Cho các phân tử sau:a) CO 2 b) H 2 O c) NH 3 d) NF 3
HD: Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử tạo thành liên kết. Hiệu độ âm điện càng lớn thì độ phân cựccủa liên kết càng lớn.Trong liên kết A – B ; giả sử A >B thì = A - B ; càng lớn thì liên kết A – B càng phân cực, theo chiềuABCO 2 H 2 O NH 3 NF 3####### O C O ####### O ####### H H ####### N ####### H ####### H ####### H ..####### N ####### F ####### F ####### F .. = 0 = 1,94 D = 1,5 D = 0,2Dtổng = 0tổng tổngtổng
Bài 5. Phân tử nào sau đây phân cực? Không phân cực? Vì sao?a) BF 3 b) HBF 3 c) CH 4 d) CH 3 Cl e) CH 2 Cl 2 f) CHCl 3 g) CCl 4Bài 6. Chất đicloroetilen (công thức phân tử là C 2 H 2 Cl 2 ) có ba đồng phân kí hiệu là X, Y, Z.
C 2 H 2 Cl 2 (X hoặc Z) + H 2 ClCH 2 – CH 2 Cla) Viết công thức cấu tạo của X, Y, Z.b) Chất Y có momen lưỡng cực không?Bài 7. Đinitơ điflo, là phân tử vô cơ bền có nối đôi N = N. Chất này tồn tại dưới hai dạng đồng phân là cis vàtrans.a) Dự đoán góc liên kết trong phân tử của hai dạng đồng phân trên?b) Dự đoán xem dạng nào phân cực? Không phân cực?Bài 8. Clo triflorua là một trong những chất hoạt động nhất người ta đã biết. Nó phản ứng mãnh liệt với nhiềuchất được coi là trơ và được dùng chế tạo bom cháy trong chiến tranh thế giới thứ II. Nó được điều chế bằngcách đun nóng Cl 2 và F 2 trong thùng kín.a) Viết phương trình phản ứng thể hiện phản ứng điều chế ClF 3 từ Cl 2 và F 2.b) Nếu trộn 0,71g Cl 2 với 1,00g F 2 thì thu được tối đa bao nhiêu gam ClF 3c) Viết công thức Liuyt của phân tử ClF 3.d) Biết rằng phân tử ClF 3 phân cực, dự kiến hình dạng của phân tử?HD: a) Cl 2 (k) + 3F 2 (k) 2ClF 3 (k)b) Lượng CF 3 điều chế được là1, 00.1, 62114 gc) Công thức Liuyt của ClF 3 (hình bên) có dạng AX 3 E 2####### F ####### Cl F F (a)d) Vì Phân tử ClF 3 phân cực nên dạng hình học của phân tử không thể là tam giác phẳng ( = 0). Các cách sắpxếp khác có thể có####### F ####### Cl F F (a)####### Cl F ####### F ####### F (b)####### F ####### Cl F ####### F ####### Cl F ####### F ####### F ;Bài 9. Giữa cis đicloroetilen và trans đicloroetilen, chất nào có nhiệt độ sôi lớn hơn? Vì sao?####### C C ####### H ####### Cl ####### H ####### Cl dạng cis ( 0)####### C C ####### H ####### H Cl ####### Cl dạng trans ( = 0)Cis điclroetilen có nhiệt độ sôi lớn hơn trans đicloroetilen.Bài 10. Các chất nào sau đây có liên kết hiđro?a) C 2 H 6 b) CH 3 OH c) CH 3 – CO – NH 2được làm lạnh nhanh thì các nguyên tử cacbon vẫn được phân tán trong mạng lưới lập phương nội tâm, hợpkim được gọi là martensite cứng và dòn. Kích thước của tế bào sơ đẳng của Fe không đổi.c) Hãy tính số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fe với hàm lượng của C là 4,3%.d) Hãy tính khối lượng riêng của martensite. (cho Fe = 55,847; C = 12,011;số N = 6,022. 1023 )HD: a) Số nguyên tử Fe trong một mạng cơ sở lập phương tâm khối là: 20 3 8 23 3 23 2,847 2,2,87 2,6,022. 6, 022 .7,Fe md a cm AV a 3 03 4 1, 244aa r r Ab) ở nhiệt độ 1250 sắt tồn tại dạng Fe với cấu trúc mạng lập phương tâm diện.Ta có:0 a 2 2. r 2 2, 24 3,51 A ;3 23 8 3 4,8,58 /6, 022 .(3,51 )Fe gd g cmcm c) Số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fe là:%. 4,3.2,0, 41812, 011 % .12, 011 95, 7, 011m C C mFeFe d) Khối lượng riêng của martensite:3 23 8 3 (2,847 0, 418, 011)8, 20 /6, 022 .(2,87 )gg cm cmBài 4. a) Hãy vẽ sơ đồ mô tả cấu trúc của một tế bào sơ đẳng của kim cương.b) Biết hằng số mạng a = 3,0 A. Hãy tính khoảng cách giữa một nguyên tử C và một nguyên tử C láng giềnggần nhất. Mỗi nguyên tử C như vậy được bao quanh bởi mấy nguyên tử ở khoảng cách đó?c) Hãy tính số nguyên tử C trong một tế bào sơ đẳng và khối lượng riêng của kim cương.Bài 5. Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phương tâm mặt của các ion Na+, còn các ion Cl- chiếm các lỗ trống támmặt trong ô mạng cơ sở của các ion Na+, nghĩa là có 1 ion Cl- chiếm tâm của hình lập phương. Biết cạnh a củaô mạng cơ sở là 5,0 A. Khối lượng mol của Na và Cl lần lượt là 22,99 g/mol; 35,45 g/mol.Tính :a) Bán kính của ion Na+. b) Khối lượng riêng của NaCl (tinh thể).III.1. Bài tập tổng hợpBài 1(Đề thi chọn HSGQGVN bảng A-2002)áp dụng thuyết lai hóa giải thích kết quả thực nghiệm xác định được BeH 2 , CO 2 đều là phân tử thẳng.HD: + BeH 2 , cấu hình electron của nguyên tử : H 1s 1 ; Be 1s 2 2s 2. Be là nguyên tử trung tâm lai hóa sp. Haiobitan lai hóa sp cùng nằm trên trục z, mỗi obitan đã xen phủ với một obitan 1s của H tạo ra liên kết H –Be – H (2 obitan p thuần khiết của Be không tham gia liên kết).+ CO 2 : Cấu hình electron: C 1s 2 2s 2 2p 2 ; O 1s 2 2s 2 2p 4. Nguyên tử trung tâm C lai hóa sp: 1AO2s +1AO2pz tạo ra hai AO lai hóa sp. C còn hai obitan thuần khiết là 2px và 2py.Khi tham gia liên kết 2 obitan lai hóa sp của C xen phủ với 2 obitan pz của 2 O tạo ra hai liên kết . 2obitan p thuần khiết của C xen phủ với obitan nguyên chất của oxi tạo ra 2 liên kết ( xx ; yy) nên hailiên kết này ở trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau và đều chứa 2 liên kết .Vậy CO 2 : O= C =OO C O x xy y yxz O C O zx xy yBài 2. (Đề thi chọn HSGQGVN bảng A-2003)1) Nhôm clorua khi hòa tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồntại ở dạng đime (Al 2 Cl 6 ). ở nhiệt độ cao (700 0 C) đime bị phân li thành monome (AlCl 3 ). Viết côngthức cấu tạo Liuyt của phân tử đime và monome; cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử nhôm, kiểu liênkết trong mỗi phân tử; Mô tả hình học của các phân tử đó.2) Phân tử HF và phân tử H 2 O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần bằng nhau (HF : 1,91D ,20đv ; H 2 O: 1,84D , 18đv); nhưng nhiệt độ nóng chảy của hiđroflorua là -0 C thấp hơn nhiều sovới nhiệt độ nóng chảy của nước đá là 00 C, hãy giải thích vì sao?HD: 1) *) Công thức Liuyt của phân tử monome và đime:ClClAl ClClClClAl AlClClClmonome ; dime*) Kiểu lai hóa của nguyên tử nhôm: Trong AlCl 3 là sp 2 vì Al có 3 cặp electron hóa trị. Trong Al 2 Cl 6 là sp 3 vìAl có 4 cặp electron hóa trị.*) Liên kết trong mỗi phân tử: AlCl 3 có 3 liên kết cộng hóa trị có cực giữa nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl;Al 2 Cl 6 : mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết cộng hóa trị có cực với 3 nguyên tử Cl và 1 liên kết cho nhận với 1nguyên tử Cl ( Al: nguyên tử nhận; Cl nguyên tử cho), trong 6 nguyên tử Cl có 2 nguyên tử Cl có hai liên kết1 liên kết cộng hóa trị thông thường và 1 liên kết cho nhận.*) Cấu trúc hình họcPhân tử AlCl 3 : Nguyên tử Al lai hóa sp 2 (tam giác phẳng) nên phântử có cấu trúc tam giác phẳng, đều, nguyên tử Al ở tâm còn 3nguyên tử Cl ở 3 đỉnh của tam giác.AlClCl Cl1200 12001200Phân tử Al 2 Cl 6 : Cấu trúc 2 tứ diện ghép nhau. Mỗi nguyên tử Al làtâm của một tứ diện, mỗi nguyên tử Cl là đỉnh của tứ diện. Có 2nguyên tử Cl là đỉnh chung của 2 tứ diện.OOOOOOO ClAl####### x####### ####### ####### y4) Năng lượng liên kết của N – N bằng 163 kJ/mol, của N N bằng 945 kJ/mol. Từ 4 nguyên tử Ncó thể tạo ra một phân tử N 4 tứ diện đều hoặc 2phân tử N 2 thông thường. Trường hợp nào thuận lợi hơn? Hãy giải thích.HD: 1) Các vi hạt CH 2 Br 2 , Ca2+, H 3 As không có nguyên tử âm điện mạnh nên không thể tạo liên kết hiđro vớiphân tử nước. Các vi hạt F - , CH 2 O, (C 2 H 5 ) 2 O có nguyên tử âm điện mạnh nên có thể tạo liênkết hiđro vớiphân tử nước:HC... H HO F .. .H O C 2 H 5 O HH C 2 H 5 HO H O |
