ĐỀ THI và đáp án hóa học đại CƯƠNG 1

Ề THI KẾT THÚC HỌC PHẦN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM KHOA HÓA HỌC Tên HP: H ọ Mã HP: CHEM1010 Số tín chỉ: Học kỳ: Nă ọc: 2016- 2017 Ngày thi: 27/06/ 2017 Thời gian làm bài: 120 phút Đề thức ềt trang) 23 , 1eV=1,602.10-19 J, h= 6,626.10-34 J.s Cho: S Câu NGUYÊN TỬ (2,5 ểm) 1.1 Nă 1911, Ernest Rutherford (New Zealand) t ực thí nghiệm bắn dòn t a α qua vàn mỏng Các nội dung giả thuyết mơ hình ngun tử có hạt nhân Ernest Rutherford rút từ thí nghiệ đó? Hãy cho biết mơ hình ngun tử theo Ernest Rutherford 1.2 Trong hệ trục tọa độ Descartes, hà són ѱ r,φ,θ) ô tả trạng thái electron nguyên tử gọi orbital nguyên tử, hay gọi tắt AO (Atomic Orbital) T eo t ên đề hàm sóng Cơ học lượng tử t ì són ѱ r,φ,θ) có t ể biểu diễn thơng qua hàm góc l ên quan đến φ,θ hàm bán kính l ên quan đến r Tron đó, óc p ụ thuộc vào hai số lượng tử l m, hàm bán kính phụ thuộc vào hai số lượng tử n l Hãy biểu diễn diễn hàm sóng electron theo liệu vừa nêu 1.3 Với AO 1s ngun tử hydrogen (11H) hàm bán kính hàm góc là: R10  2e r ; Y00   a) Từ liệu từ ý n ĩa mật độ xác suất có mặt hạt electron tron trường lực hạt nhân, thực suy diễn toán học hình học AO 1s b) Hãy lí giải hình học AO ns từ hình học AO 1s 1.4 Dùng qui tắc gần đún Slater để: a) Tín năn lượng electron hóa trị 1H 3L t eo đơn vị eV b) Xác địn năn lượng ion hóa thứ 1H 3Li t eo đơn vị eV c) So sánh tính khử 1H 3Li theo liệu có trên? Kết so sánh vừa có được, có phù hợp với tính chất thực tế 1H 3Li hay khơng? Câu PHÂN TỬ: TÍNH CHẤT & LIÊN KẾT (3,0 ểm) Cho kí hiệu nguyên tử: 8O Phân tử o en (oxy, O2 c mom n t thư n tr c l µB 2.1 Hãy ô tả l ên ết tron p n tử O2 lí t u ết p ợp với liệu cho 2.2 Với liên kết phân tử oxygen, n ười ta sử dụng cơng thức biểu diễn là: Giải thích ngu n gốc ý n ĩa ba liên kết công thức biểu diễn 2.3 ều ện cần để ột c ất có àu p n tử c ất p ả c ứa electron l n độn electron c ưa p đô , electron π dễ ị íc t íc , electron tạ t àu t n t ể ) ặc đ ể l n độn úp electron nà có t ể dễ ấp t ụ năn lượn từ p oton n u n ức để c u ển lên ột oặc ột số ức năn lượn cao ơn, ọ tắt c c chu n m c l ctron N ưn c ỉ p oton ấ t uộc ức tron v n n ìn t ấ , vớ ước sóng khoảng: 380 nm< λ 75 n t ì c ất có àu Việc p n tíc p ấp t ụ electron o gen lỏn ác n ận rằn p n tử nà t ực ện n ất a chu n m c l ctron loạ p oton có năn lượn tươn ứn 1,97 eV ,15 eV a) ã tín ước sóng (nm) ứng với hai loại photon Từ đó, c o ết khả năn đơn c ất oxygen lỏn có t ể có àu a ơn có àu? b) Theo thuyết MO, p n tử ấp t ụ năn lượn ức tron v n n ìn t ấ để thực c u ển ức electron l n động từ MO có ức năn lượn t ấp lên MO có mức năn lượn cao ơn ản đ or tal p n tử Tu n ên, ản t ì c u ển mức electron l n động c ỉ p p ả v n p ả ảo toàn - tức t n số electron l n động p n tử p ả ôn đ trước sau t ực ện c u ển ức electron ậ ã đề uất chuyển mức electron l n động MO phân tử oxygen phù hợp với mô tả ph hấp thụ electron nêu 2.4 ã ô tả ìn t àn l ên ết tron p n tử o gen t eo t u ết l ên ết óa trị (thuyết VB) r c o n ận t ết nố ết tả vớ nộ dun ý 2.1 2.3 Câu GIẢI THÍCH (3,0 ểm) 3.1 Phân tử benzen C6H6 có cơng thức cấu tạo theo Kekule hình a) Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) mơ tả liên kết phân tử benzen theo Kekule b) Từ p ươn p áp MO- uc el n ườ ta đưa ản đ electron π benzen hình Hãy phân tíc ý n ĩa giản đ 3.2 Nguyên nhân chất n et anol (C2H5OH), ammonia (NH3), hydrogen chloride (HCl), acid acetic (CH3COO ) hòa tan tốt tron nước? Minh họa c o n u ên n n hình vẽ? 3.3 C o năn lượng phân li liên kết H2, Cl2, HCl 432, 240, 428 (kJ.mol-1) Theo thang Paul n , độ đ ện chấp nhận , ã ác địn độ đ ện Cl phân tử HCl Câu TINH THỂ ( ,5 ểm) Theo Linus Pauling, bán kính cấu tử Fe+2 O-2 0,76 Å 1,45 Å Khố lượng mol nguyên tử sắt oxygen 55,8 g/mol 15,9 g/mol 4.1 Hãy tính khố lượng riêng tinh thể sắt (II) oxid (công thức hợp thức FeO) theo g.cm-3 4.2 Trong thực tế, n ười ta dễ dàng tìm thấy có oxid sắt (II) với cơng thức từ Fe0,84O đến Fe0,95O Hãy cho biết ý n ĩa, n u ên n n uất công thức vừa nêu? -HẾT -Lưu ý: - Thí sinh khơn ược sử dụng tài liệu - Cán b coi thi khơng giải thích thêm ĐÁP ÁN THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Tên HP: H ọ Mã HP: CHEM1010 Số tín chỉ: Học kỳ: Nă ọc: 2016- 2017 Thời gian làm bài: 120 phút Điểm chi tiết thấp nhất: 5đ Câu (2,5 ) Ý 1.1 ểm Nơi dung - Mơ hình nguyên tử theo Rutherford , 5đ -Các nội dung: + ã p ạt nhân nguyên tử, tron ạt nhân ngun tử tíc đ ện dươn nằm trung tâm nguyên tử + Khố lượng nguyên tử chủ yếu tập trung hạt nhân + Hạt n n có íc t ước nhỏ so với toàn nguyên tử + Nguyên tử chủ yếu không gian rỗng 1.2 1.3  nlm  r ,  ,    Rnl (r ).Ylm ( ,  ) a) Xác địn són ìn p ươn , 5đ són :  100  R10 (r ).Y00 ( ,  )  2e r   100  , 5đ    e r , 5đ e2 r  Phác họa đ thị ( , r ) suy diễn khơng gian xác suất hay hình học AO 1s , 5đ b) Hình dạng AO phụ thuộc vào phần phụ thuộc góc hàm sóng, tức phụ thuộc vào hàm cầu Ylm(θ,φ) Vậy dễ thấy hàm cầu không phụ thuộc số lượng tử n nên tất or tal s s, 3s, 4s ) có đối xứng cầu n or tal 1s , 5đ 1.3 a) Tín năn lượng electron hóa trị 1H 3L t eo đơn vị eV , 5đ E1s1(H)= -13,60 eV E2s1(Li)= - 5,75 eV b) Xác địn năn lượng ion hóa thứ 1H 3Li t eo đơn vị eV I1(H)= 13,60 eV I1(Li)= 5,75 eV c) 2.1 (3,0 ) , 5đ + Li ti có tính khử mạn ơn so với hydrogen dễ electron hóa trị ơn + Phù hợp với nhiều tính chất thực tế, chẳng hạn Li có u n ướn đạt trạng thái oxi hóa +1, H (+1 -1) , 5đ Từ giá trị moment từ suy số electron độc t n electron l n động) O2 Lí thuyết liên kết phù hợp sử dụng thuyết MO + Xây dựng giản đ năn lượng MO phân tử O2 , 5đ , 5đ , 5đ +C ỉ e độc t n MO πx2px MO πx2py, p ợp vớ l ệu o ent từ , 5đ 2.2 Ba liên kết cơng thức giải thích từ phân tích giản đ MO O2, ý 2.1: -Các liên kết tạo thành từ electron phân bố MO sinh từ t hợp AO 2p (AO hóa trị) với -Ba liên kết bao g m: + liên kết hai electron, liên kết phân bố electron MO σ22pz σ*02pz với bậc nối= (2-0): 2= + liên kết lectron: i)Liên kết electron thứ tạo MO π22px, π*12px với bậc nối = (2-1): 2= ½ , 5đ , 5đ ii)Liên kết electron thứ hai tạo MO π22py, π*12py với bậc nối = (2-1): 2= ½ , 5đ Vậy t ng số bậc nối phân tử 1+ ½ + ½ = 2.3 a) Từ năn lượn tươn ứn a loạ p oton 1,97 e ,15 eV vớ : E ( KeV )  12,  ( A) ho c t nh n c ch kh c Tín ước són tươn ứn a ức o lỏn ấp t ụ là: 63 n 576 n - a ức ấ tron v n n ìn t ấ nên o lỏng có àu T ực tế o gen lỏn àu an Có t ể quan sát t ấ àu an o en í ?) , 5đ , 5đ b) Có t ể án: + C u ển ức ứn vớ ước són n x π 2px oặc πx2py lên σx2pz + C u ển ức ứn vớ ước són 576 n 1e từ π2px oặc π2py lên πx2px oặc πx2py năn lượn t ấp ơn): c u ển 1e - từ , 5đ tốn năn lượn n ều ơn): c u ển h c t ph ph n tử o cho th c r t nh u chu n m c o m chu n m c cho ph p ảo to n sp n t nh ch n l v c c chu n m c khôn cho ph p o vậ v ệc n c c chu n m c ch l o n m c ơn ản nh m p ch n t ước u h nh un qu n hệ h h p thụ c ph n tử vớ n n lượn c c c electron tr n c c 2.4 - ẽ en p ủ or tal c ứa e độc t n a n u ên tử O, (px c ứa cặp e nên ơn en p ủ) ả sử p y pz , 5đ , 5đ - N ận t: t eo t u ết p n tử o có l ên ết n ết tín ậc nố từ t u ết MO) ơn electron độc t n, tức ôn p ợp l ệu o en từ Câu (3,0 ) 3.1 3.2 o vậ v ệc vận dụn ìn l ên ết t eo t u ết ôn ả qu ết vấn đề đặt ục a) - Từ hình học  lai hóa sp2 carbon - Sự xen phủ orbital tạo liên kết pi sigma b) + 0,667: bậc liên kết π hai carbon lân cận + 1,000: mật độ electron π mỗ car on,và n n au + ,399: độ c ưa ão òa nguyên tử car on, n n au + Các số liệu phù hợp với mơ hình giải tỏa electron π đối vớ electron π vòng t N úp ải thích đối xứng tính chất đặc biệt benzen , 5đ - Do có hình thành liên kết hidro phân tử nước với phân tử c o -Minh họa: ,5đ , 5đ ,5đ , , , , 5đ 5đ 5đ 5đ , 5đ 3.3 Câu (1,5 ) Áp dụng cơng thức để tính 4.1 - Tính tỉ lệ bán kính ion - Suy kiểu cấu trúc ô mạng tinh sắt (II) oxid vẽ hình - Quan hệ cạnh mạng bán kính hai cấu tử Fe+2, O-2 - Tín khố lượng riêng 4.2 - ó t ức không hợp thức -N u ên n n: đa số tinh thể khuyết bị khuyết tật Tron trường hợp khuyết tật sắt T eo đó: vị trí sắt mạn ôn ị chiếm hết sắt ,5 đ , , , , 5đ 5đ 5đ 5đ , 5đ ,5đ ... tal 1s , 5đ 1. 3 a) Tín năn lượng electron hóa trị 1H 3L t eo đơn vị eV , 5đ E1s1(H)= -13 ,60 eV E2s1(Li)= - 5,75 eV b) Xác địn năn lượng ion hóa thứ 1H 3Li t eo đơn vị eV I1(H)= 13 ,60 eV I1(Li)=... ược sử dụng tài liệu - Cán b coi thi không giải thích thêm ĐÁP ÁN THI KẾT THÚC HỌC PHẦN Tên HP: H ọ Mã HP: CHEM1 010 Số tín chỉ: Học kỳ: Nă ọc: 2 016 - 2 017 Thời gian làm bài: 12 0 phút Điểm chi tiết... eV c) 2 .1 (3,0 ) , 5đ + Li ti có tính khử mạn ơn so với hydrogen dễ electron hóa trị ơn + Phù hợp với nhiều tính chất thực tế, chẳng hạn Li có u n ướn đạt trạng thái oxi hóa +1, H ( +1 -1) , 5đ