Phương pháp giải nhanh hóa học đại cương

Phương pháp giải nhanh hóa học đại cương

http://www.ebook.edu.vn Chương 1. NGUYÊN TỬ A. Một số lưu ý về Phương pháp giải - Nguyên tử có kích thước cỡ angxtron ( o A ), 1 o A = 10 -10 m, có khối lượng rất nhỏ, dùng đơn vị đo là u, 1u = 12 6 1 C 12 . Các nguyên tử khác nhau có khối lượng và kích thước khác nhau. Nguyên tử nhỏ, nhẹ nhất là nguyên tử hiđro. Nguyên tố hiđro còn là nguyên tố chiếm khối lượng lớn nhất trong vũ trụ. Giải các bài tập liên quan đến kích thước, khối lượng nguyên tử cần nhớ một số hằng số và công thức sau: + Số Avogađro N = 6,023 x 10 23 là số hạt vi mô (phân tử, nguyên tử, ion, electron ) chứa trong một mol vi hạt đó. + Công thức tính thể tích hình cầu, V = 4 3 πr 3 , trong đó r là bán kính hình cầu. - Bài tập về các hạt tạo thành nguyên tử Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron. Hạt nhân gồm các hạt proton và nơtron, phần vỏ gồm các electron. Các đặc trưng của các hạt cơ bản trong nguyên tử được tóm tắt trong bảng sau: Proton Nơtron Electron Kí hiệu p n e Khối lượng u hay (đvC) 1 1 0,00055 Khối lượng (kg) 1,6726.10 -27 1,6748.10 -27 9,1095.10 -31 Điện tích nguyên tố 1+ 0 1- Điện tích (Culông) 1,602.10 -19 0 -1,602.10 -19 Nguyên tử trung hòa về điện, do đó số đơn vị điện tích dương (Z) bằng số đơn vị điện tích âm. Hay nói cách khác số hạt proton trong hạt nhân bằng số electron ở lớp vỏ nguyên tử. - Bài tập xác định cấu hình electron nguyên tử a) Lớp electron Trong nguyên tử, mỗi electron có một mức năng lượng nhất định. Các electron có mức năng lượng gần bằng nhau được xếp thành một lớ p electron. Thứ tự của lớp tăng dần 1, 2, 3, n thì mức năng lượng của electron cũng tăng dần. Electron ở lớp có trị số n nhỏ bị hạt nhân hút mạnh, khó bứt ra khỏi nguyên tử. Electron ở lớp có trị số n càng lớn thì có năng lượng cao, bị hạt nhân hút yếu hơn và dễ tách ra khỏi nguyên tử hơn. Lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là lớp electron bão hoà. Tổng s ố electron tối đa trong một lớp là 2n 2 . Số thứ tự của lớp electron (n) 1 2 3 4 Kí hiệu của lớp electron K L M N Số electron tối đa 2 8 18 32 b) Phân lớp electron Mỗi lớp electron lại được chia thành các phân lớp. Các electron thuộc cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. Kí hiệu các phân lớp là các chữ cái thường: s, p, d, f. Số phân lớp của một lớp electron bằng số thứ tự của lớp. Thí dụ lớp K (n =1) chỉ có một phân lớp s. Lớp L (n = 2) có 2 phân lớp là s và p. Lớp M (n = 3) có 3 phân lớp là s, p, d . Số electron tối đa trong một phân lớp: phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lớp p ch ứa tối đa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron, phân lớp f chứa tối đa 14 electron. Lớp electron Số electron tối đa Phân bố electron trên các phân lớp K (n =1) 2 1s 2 L (n = 2) 8 2s 2 2p 6 M (n = 3) 18 3s 2 3p 6 3d 10 c) Cấu hình electron của nguyên tử Là cách biểu diễn sự phân bố electron trên các lớp và phân lớp. Sự phân bố của các electron trong nguyên tử tuân theo các nguyên lí và quy tắc sau: Nguyên lí vững bền: ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt các obitan có mức năng lượng từ thấp lên cao. http://www.ebook.edu.vn Nguyên lí Pau li: Trên một obitan chỉ có thể có nhiều nhất là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron. Quy tắc Hun: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau. Quy tắc về trật tự các mức năng lượng obitan nguyên tử: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d Thí dụ: Cấu hình electron của Fe, Fe 2+ , Fe 3+ Fe: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Fe 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 ; Fe 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 - Bài tập tìm số khối, phần trăm đồng vị, nguyên tử khối trung bình và xác định tên nguyên tố hóa học Số khối, kí hiệu A, được tính theo công thức A = Z + N, trong đó Z là tổng số hạt proton, N là tổng số hạt nơtron. Đối với 82 nguyên tố hóa học đầu bảng tuần hoàn, có quy luật sau: N 11,5 Z ≤≤ Nguyên tố hoá học bao gồm các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Để xác định tên nguyên tố hóa học có thể căn cứ vào số khối A, hoặc điện tích hạt nhân Z. Đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối A của chúng khác nhau. Thí dụ nguyên tố hiđro có ba đồng vị là 123 111 H,D,T Nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố A = 123 A a +A b +A c+ . 100 Trong đó A 1 , A 2 , A 3 , . là số khối của các dồng vị, còn a, b, c . là thành phần % tương ứng của các đồng vị đó. B. Trắc nghiệm có lời giải 1. Khối lượng riêng của đồng là 8,9 g/cm 3 và nguyên tử khối của Cu là 63,54u. Mặt khác, thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử chỉ bằng 74% của tinh thể, còn lại là các khe trống. Bán kính gần đúng của nguyên tử đồng bằng bao nhiêu? A. 1,28 o A B. 1,29 o A C. 1,30 o A D. 1,38 o A Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải () 3 63,54 7,14 ( ) 8,9 mol Cu Vcm== () that mol Cu Vcm 3 7,14.74% 5,28 ()== () 23 3 1 23 5, 28 0,88.10 ( ) 6,02.10 Vcm − ⇒ == nguyªn tö Cu Vậy bán kính nguyên tử Cu: () 3 24 3 23 Cu 10.05,2 14,3x4 10.88,03 r − − == = 1,28.10 -8 (cm)= 1,28 o A ⇒ Đáp án A. 2. Nguyên tử Al có bán kính 1,43 o A và có nguyên tử khối là 27u. Khối lượng riêng của Al bằng bao nhiêu, biết rằng trong tinh thể nhôm các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống? A. 2,6 g/cm 3 B. 2,7 g/cm 3 C. 2,8 g/cm 3 D. 2,9 g/cm 3 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải 8 Altönªnguy 10.43,1r − = (cm) V nguyên tử Al 83 4 .3,14.(1,43.10 ) 3 − = = 12,243.10 -24 (cm 3 ) M nguyên tử Al 24 27.1,66.10 ( )g − = d nguyên tử Al 24 3 24 27.1,66.10 3, 66 ( / ) 12,243.10 g cm − − == Thực tế Vnguyên tử chiếm 74% thể tích tinh thể. Vậy d thực tế của Al là: http://www.ebook.edu.vn 3 74 d = 3,66× = 2,7(g/cm ) 100 ⇒ Đáp án B. 3. Hạt nhân nguyên tử được xem có dạng hình cầu. Giữa bán kính hạt nhân (r) và số khối của nguyên tử (A) có mối liên hệ như sau: r = 1,5.10 -13. A 1/3 (cm). Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử A (tấn/cm 3 ) là A. 116.10 6 B. 116.10 5 C. 116.10 4 D. 116.10 3 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Vì khối lượng electron không đáng kể, cho nên khối lượng của nguyên tử có thể coi là bằng khối lượng hạt nhân. Khối lượng của 1 hạt nhân m = 23 10.023,6 A (g) Ta cã: 23 13 1/ 3 3 6,023.10 .(4 / 3).3,14.(1,5.10 . ) mA d vA − == d = 1,16.10 14 (g/cm 3 ) = 116.10 6 (tÊn/cm 3 ) ⇒ §¸p ¸n A 4. Người ta đo được thể tích của 40g Ca là 25,87cm 3. Biết rằng trong tinh thể canxi, các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống. Bán kính nguyên tử gần đúng nhất của nguyên tử canxi là A. 1,97.10 -10 cm B. 1,97.10 -9 cm C. 1,97.10 -8 cm D. 1,97.10 -7 cm Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Thể tích thực của 40g canxi (1mol) là 25,87 x 74% = 19,15cm 3 . Thể tích của một nguyên tử canxi là V= 23 19,15 6.10 ≈ 3.10 -23 cm 3 . Nếu coi nguyên tử Ca là một quả cầu thì bán kính của nguyên tử này là: r= 3 3 4 v π = 23 3 3310 43,14 − ×× × ≈ 1,97.10 -8 cm ⇒ Đáp án C 5. Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, với bán kính r = 2.10 -15 m. Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là bao nhiêu tấn trên một centimet khối (tấn/cm 3 )? Hãy chọn phương án đúng. A. 3,32.10 9 B. 3,32.10 8 C. 3,32.10 7 D. 3,32.10 6 Hướng dẫn giải r = 2.10 -15 m = 2.10 -13 cm. V = 3 4 3 r π = 13 3 4 (3,14.(2.10 ) 3 − ≈33,49.10 -39 cm 3 Khối lượng riêng hạt nhân = 39 65 33,49.10 − ≈ 2.10 39 u ≈ 2.10 39 .1,66.10 -24 ≈3,32.10 15 g ≈3,32.10 9 tấn ⇒ Đáp án A. 6. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35% tổng số hạt. Số hạt mỗi loại là A. Z=10 và N = 9 B. Z = 9 và N = 10 C. Z = 10 và N = 10 D. Z = 10 và N = 11 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Theo bài ra ta có 2Z + N = 28 (I), trong đó N là số hạt nơtron; Z là số proton trong hạt nhân và cũng là số electron trong vỏ nguyên tử. Mặt khác N35 28 100 = (II) ⇒ N = 10, Z = 9 ⇒ Đáp án A 7. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng các hạt cơ bản là 180 hạt, trong đó các hạt mang điện nhiều hơn các hạt không mang điện là 32 hạt. Số khối của nguyên tố X là A. 126 B.127 C.128 D. 129 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Trong nguyên tử của nguyên tố Z có: pZ + eZ + nZ = 180; pZ + eZ - nZ = 32. Mà: pZ = eZ nên: http://www.ebook.edu.vn 2pZ + nZ = 180 (1) 2pZ - nZ = 32 (2) Từ (1) và (2) suy ra pZ = 53, nZ = 74 Vậy ZZ = pZ = 53 ⇒ Z là I; AZ = pZ + nZ = 53 + 74 = 127 ⇒ Đáp án B 8. Cho các nguyên tử X 24 12 , ZY 27 13 39 19 , . Số p, n, e của các nguyên tử đã cho là bao nhiêu? A. pX = eX = nX = 12; pY= eY = 19 và nY= 20; pZ = eZ 13 và nZ=14 B. pX = eX = nX = 13; pY= eY = 19 và nY= 20; pZ = eZ = nZ=12 C. pX = eX = nX = 19; pY= eY = 13 và nY= 14; pZ = eZ 19 và nZ=20 D. pX = eX = nX = 13; pY= eY = = nY= 12; pZ = eZ 19 và nZ=20 Hướng dẫn giải - X 24 12 : px = ex = zx = 12 Ax = px + nx = 24 ⇒ nx = 24 - 12 = 12 ⇒ ( Mg 24 12 ) - Y 39 19 : pY = eY = zY = 19 AY = pY + nY = 39 ⇒ nY = 39 -19 = 20 ⇒ ( K 39 19 ) - Z 27 13 : pZ = eZ = zZ = 13 AZ = pZ + nZ = 27 ⇒ nZ = 27 - 13 = 14 ⇒ ( Al 27 13 ) ⇒ Đáp án A. 9. Cho biết tổng số electron trong anion 2- 3 XY là 42. Trong các hạt nhân X cũng như Y, số proton bằng số nơtron. X và Y là các nguyên tố hóa học nào sau đây? A. Oxi và lưu huỳnh B. Lưu huỳnh và oxi C. Nhôm và flo D. Không xác định được. Hãy chọn phương án đúng. Đáp án B Hướng dẫn giải Đặt x và y là số proton trong hạt nhân các nguyên tử X và Y. Ta có: x + 3y = 42 - 2 = 40. ⇒ y < 40 3 = 13,3. ⇒ Y thuộc chu kì 1, hoặc chu kì 2. Nếu Y thuộc chu kì 1 thì chỉ có hai khả năng là hiđro hay heli đều không phù hợp. Vậy Y thuộc chu kì 2. Y tạo anion nên Y là phi kim, do đó Y có thể là N, O, F. Ta có x + 3y = 40, lập bảng sau: Y N O F y 7 8 9 x 19 16 13 X K S Al Chỉ có trường hợp y = 8 và x = 16 là phù hợp. Vậy X là lưu huỳnh còn Y là oxi. Số khối của S = 32u; Số khối của O = 16u. 10. Tổng số các hạt cơ bản (p, n, e) của một nguyên tử X là 40. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12. Nguyên tử X là: A. 27 13 Al B. 28 14 Si C. 24 12 Mg D. 31 15 P Hãy chọn phương án đúng. Đáp án A Hướng dẫn giải Trong nguyên tử, số hạt proton bằng số hạt electron bằng Z, còn số hạt nơtron không mang điện là N. Theo đề bài ta có: 2Z + N = 40 (I) 2Z - N = 12 (II) ⇒ 4Z = 52 hay Z = 13 Nguyên tố đã cho là Al, kí hiệu đầy đủ là 27 13 Al . 11. Nguyên tử khối trung bình của đồng kim loại là 63,546. Đồng tồn tại trong tự nhiên với hai loại đồng vị là 63 Cu và 65 Cu. Số nguyên tử 63 Cu có trong 32g Cu là: A. 6,023. 10 23 B. 3,000.10 23 C. 2,181.10 23 D. 1,500.10 23 http://www.ebook.edu.vn Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải áp dụng phương pháp đường chéo, ta có 65 Cu 65 0,546 63 Cu 63 1,454 ⇒ 65 63 0,546 1,454 n Cu n Cu = ; ⇒% 63 Cu = 1,454 100% 2 = 72,7% Số mol Cu trong 32g là 32 64 = 0,5mol Số nguyên tử 63 Cu = 0,5.72,7%.6,023.10 23 = 2,181.10 23 nguyên tử ⇒ Đáp án C 12. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số electron trong các phân lớp p là 7. Nguyên tử của nguyên tố Y có tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt mang điện của X là 8. X và Y là các nguyên tố: A. Al và Br B. Al và Cl C. Mg và Cl D. Si và Br Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số electron trong các phân lớp p là 7, do đó có sự phân bố electron trên các phân lớp p là 2p 6 và 3p 1. Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 , như vậy X có 13 electron ở vỏ nguyên tử và 13 proton ở hạt nhân. X là nhôm. Nguyên tử Y có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt mang điện của X là 8, suy ra: 2ZY = 13 + 13 + 8 = 34, hay ZY = 17. Suy ra Y là nguyên tố clo (Cl) ⇒ Đáp án B. 13. Mg có 2 đồng vị X và Y. Số khối của X là 24, đồng vị Y nhiều hơn X 1 nơtron. Tỉ lệ số nguyên tử X và Y là 3 : 2. Nguyên tử khối trung bình của Mg là bao nhiêu? A. 24,4 B. 24,5 C. 24,6 D.24,7 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫ n giải - Số khối của đồng vị X: AX = 24 - Đồng vị thứ hai nhiều hơn đồng vị thứ nhất 1 nơtron ⇒ AY = 24+1 = 25 Vậy Mg M = 24.3 25.2 5 + = 24,4 ⇒ Đáp án A. 14. Trong nước, hiđro chủ yếu tồn tại 2 đồng vị H 1 1 , H 2 1 . Biết khối lượng nguyên tử trung bình của hiđro trong H 2 O nguyên chất là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử của đồng vị H 2 1 trong 1 gam H 2 O? A. 5,35.10 23 B. 5,35.10 22 C. 5,35.10 21 D. 5,35.10 20 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Gọi x là thành phần % về số nguyên tử của đồng vị H 2 1 : Ta có : 1.(100 ) 2. 100 x x−+ = 1,008 ⇒ x = 0,8 Thành phần của đồng vị H 2 1 là 0,8% ; 1 gam H 2 O = 18 1 mol H 2 O. Trong 1 mol H 2 O có 6,02. 23 10 phân tử H 2 O. Vậy 18 1 mol H 2 O có số nguyên tử H 2 1 là: 18 1 .6,02. 23 10 . 2. 100 8,0 = 5,35. 20 10 nguyên tử . ⇒ Đáp án D 63,546 http://www.ebook.edu.vn 15. Nguyên tố Argon có ba loại đồng vị có số khối lần lượt bằng 36; 38 và X. Phần trăm số nguyên tử tương ứng của 3 đồng vị lần lượt bằng 0,34%; 0,06% và 99,6%. Biết 125 nguyên tử Ar có khối lượng 4997,5u. Khối lượng nguyên tử trung bình của Ar và số khối X của đồng vị thứ ba lần lượt là bao nhiêu? A. 39,98 và 40 B. 40 và 39,98 C. 40,98 và 40 D. 40 và 40,98 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải 4997,5 39,98 125 Ar M == Mặt khác: 36.0,34 38.0,06 .99,6 39,98 100 Ar X M ++ == ⇒ X = 40 ⇒ Đáp án A 16. Tính nguyên tử khối trung bình của Ni, biết rằng phần trăm số nguyên tử các đồng vị tương ứng của Ni trong tự nhiên là 58 28 Ni (68,077%), Ni 60 28 (26,233%), Ni 61 28 (1,14%) , Ni 62 28 (3,634%) , 64 28 Ni (0,926%). A. 58,693 B. 57,693 C. 56,693 59,693 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Ni M = 58.68,077 60.26,233 61.1,14 62.3,634 64.0,926 100 ++++ = 58,693⇒ Đáp án A. 17. Một loại khí clo có chứa 2 đồng vị Cl 35 17 ; Cl 37 17 . Cho Cl 2 tác dụng với H 2 rồi lấy sản phẩm hoà tan vào nước thu được dung dịch X. Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau: - Phần thứ nhất cho tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,88 M. - Phần thứ hai cho tác dụng với AgNO 3 vừa đủ ta thu được 31,57 gam kết tủa. Thành phần % số nguyên tử của mỗi đồng vị là bao nhiêu? A. 75% Cl 35 17 ; 25% Cl 37 17 B. 25% Cl 35 17 ; 75% Cl 37 17 C. 65% Cl 35 17 ; 35% Cl 37 17 D. 35% Cl 35 17 ; 65% Cl 37 17 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Gọi % số nguyên tử của mỗi đồng vị: Cl 35 17 (x) , Cl 37 17 (100 - x ) Cl 2 + H 2 → 2HCl - Thí nghiệm 1: 2 )(OHBa n = 0,88 . 0,125 = 0,11 (mol) 2HCl + Ba(OH) 2 → BaCl 2 + 2H 2 O 0,22 0,11 - Thí nghiệm 2: HCl + AgNO 3 → AgCl ↓ + HNO 3 0,22 0,22 Vậy MAgCl = 108 + MCl = 22,0 57,31 = 143,5 ⇒ M Cl = 143,5-108=35,5 M Cl = = −+ 100 )100(37.35 xx 35,5 ⇒ x = 75. Vậy: Cl 35 17 (75% ) ; Cl 37 17 (25%) ⇒ Đáp án A. 18. Một nguyên tố thuộc nhóm VIIA có tổng số proton, nơtron và electron trong nguyên tử bằng 28. Cấu hình electron của nguyên tố đó là: A. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 B. 1s 2 2s 2 2p 5 C. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 D. 1s 2 2s 2 2p 6 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Phương án C và D bị loại vì tổng số electron lớp ngoài cùng là 8, không nằm ở nhóm VIIA. Như vậy chỉ cần chọn A hoặc B. Tổng số các loại hạt cơ bản trong nguyên tử bằng 28, hay 2Z + N = 28; phương án A không đúng vì 2Z = 34 > 28. do đó Z=9; N = 10 là đúng. ⇒ Đáp án B http://www.ebook.edu.vn 19. Một nguyên tố X, ở trang thái cơ bản, nguyên tử có ba lớp electron (K, L, M) có các giá trị năng lượng ion hoá I (tính theo kJ/mol) như sau: I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 1.012 1.903 2.910 4.956 6.278 22.230 Tên và cấu hình electron của nguyên tố X là A. P (Z=15), 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 B. S (Z=16), 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 C. Si (Z=14), 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 D. Al (Z=13), 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Điểm quan trọng nhất để xác định tên nguyên tố là sự chênh lệch giữa các giá trị năng lượng ion hoá. Các electron trong cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau, sự chênh lệch về năng lượng ion hóa ít, trong khi đó các electron ở các lớp khác nhau có khoảng cách lớn về năng lượng. Quan sát bảng số liệu, ta thấy giữa I 1 đến I 5 sự thay đổi về năng lượng không nhiều. Nhưng từ I 5 đến I 6 có sự chênh lệch rất lớn, do đó có thể kết luận lớp ngoài cùng có 5 electron, lớp sát ngoài cùng có 8 electron và trong cùng có 2 electron. Vậy nguyên tố đã cho là photpho (Z = 15). ⇒ Đáp án A 20. Trong bảng dưới đây có ghi các năng lượng ion hoá liên tiếp In (n = 1, ., 6) theo kJ.mol −1 của 2 nguyên tố X và Y. I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 X 590 1146 4941 6485 8142 10519 Y 1086 2352 4619 6221 37820 47260 Biết rằng số lớp electron ở trạng thái cơ bản của X, Y tương ứng là 4 và 2, chúng thuộc các nhóm A của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron nguyên tử tương ứng của X và Y là A. X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ; Y: 1s 2 2s 2 2p 2 B. X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ; Y: 1s 2 2s 2 2p 3 C. X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ; Y: 1s 2 2s 2 2p 4 D. X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ; Y: 1s 2 2s 2 2p 4 Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Các electron thuộc cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau, nhưng giữa các lớp electron khác nhau có sự khác biệt lớn về mức năng lượng. Quan sát và so sánh các số liệu năng lượng ion hóa, ta thấy X có 4 lớp electron và lớp ngoài cùng liên kết yếu nhất với hạt nhân có 2 electron. Còn Y có 2 lớp electron và lớp ngoài cùng có 4 electron. Kết hợp với dữ kiện cả hai nguyên tố đều thuộ c các nhóm A trong bảng tuần hoàn suy ra cấu hình electron nguyên tử của hai nguyên tố là: X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 ; Y: 1s 2 2s 2 2p 2 ⇒ Đáp án A 21. Nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng ở trạng thái cơ bản là 4s 1 thuộc về nguyên tố hoá học nào sau đây? A. K B. Cu C. Cr D. A, B, C đều đúng. Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Cấu hình electron của các nguyên tố K, Cu và Cr lần lượt là: K (Z = 19): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 . Cr (Z = 24: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 . Cu (Z = 29): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 10 4s 1 Nhận xét cả ba nguyên tố đã cho đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s 1 . ⇒ Đáp án D. 22. Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (e, p, n) là 82. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Cấu hình eletron của nguyên tử X và các ion tạo thành từ X lần lượt là A. Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ; Fe 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 ; Fe 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 B. Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ; Fe 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2 ; Fe 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 1 C. Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ; Fe 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 ; Fe 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 D. Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 ; Fe 2+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 ; Fe 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 1 Đáp án A http://www.ebook.edu.vn Hướng dẫn giải 2Z + N = 82 (1) 2Z - N = 22 (2) ⇒ 4Z = 104 hay Z = 26 ⇒ X là Fe Cấu hình electron của Fe và các ion Fe 2+ và Fe 3+ : Fe 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 Fe → Fe 2+ + 2e: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 Fe → Fe 3+ + 3e: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 23. Một nguyên tử của nguyên tố M có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s 2 3p 6. ở dạng đơn chất M có những đặc điểm nào sau đây? A. Phân tử chỉ gồm một nguyên tử. B. Phân tử gồm hai nguyên tử. C. Đơn chất rất bền, hầu như trơ về mặt hoá học. D. A và C đúng. Hãy chọn phương án đúng. Đáp án C Giải thích Lớp ngoài cùng của M đã có 8 electron, đã bão hòa. M thuộc nguyên tố khí hiếm, do đó phân tử chỉ gồm một nguyên tử. Do l ớp vỏ electron ngoài cùng đã bão hòa nên M rất bền vững, hầu như trơ về mặt hóa học. 24. Trong nguyên tử của các nguyên tố, các electron quyết định tính chất kim loại, phi kim hay khí hiếm là: A. Các electron lớp K. B. Các electron lớp ngoài cùng. C. Các electron lớp L. D. Các electron lớp M. Hãy chọn phương án đúng. Đáp án B 25. Cho biết cấu hình electron của X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 của Y là 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1. Nhận xét nào sau đây là đúng? A. X và Y đều là các kim loại. B. X và Y đều là các phi kim. C. X và Y đều là các khí hiếm. D. X là một phi kim còn Y là một kim loại. Hãy chọn phương án đúng. Đáp án D X có 5 electron lớp ngoài, do đó là một phi kim. Còn Y có 1 electron lớp ngoài cùng, do đó là một kim loại. 26. Cấu hình electron của nguyên tử lưu huỳnh (Z=16) ở trạng thái cơ bản và của nguyên tử oxi (Z=8) có đặc điểm nào chung? Cả hai phi kim O và S đều A. có 6 electron lớp ngoài cùng. B. có 2 electron lớp trong cùng (lớp K). C. có 2 electron độc thân ở lớp ngoài cùng. D. A và C đúng. Hãy chọn phương án đúng. Đáp án D 27. Nguyên tử X có ba lớp electron ở trạng thái cơ bản. Trong hợp chất với hiđro, X thể hiện hóa trị II. Hóa trị cao nhất của X trong hợp chất với oxi là A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 Đáp án C Giải thích n và m là hóa trị của X với H và hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxi, ta có n + m = 8. Do đó m = 8 -2 = 6 C. Trắc nghiệm tự giải 1. Cho ba nguyên tố X, Y, Z lần lượt có cấu hình electron nguyên tử là 1s 2 2s 2 2p 6 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5. Điều nhận định nào sau đây là đúng? A. X là phi kim, Y là khí hiếm, Z là kim loại. B. X là khí hiếm, Y là phi kim, Z là kim loại. C. X là khí hiếm, Y là kim loại, Z là phi kim. D. X là phi kim, Y là kim loại, Z là khí hiếm. http://www.ebook.edu.vn 2. X có hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxi là 4. Cho biết X có cấu hình electron lớp ngoài cùng như thế nào? A. ns 2 np 1 B. ns 2 np 2 C. ns 2 np 3 D. ns 2 np 4 3. Ion M 2+ có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6. Nguyên tố M thuộc loại nào sau đây? A. Phi kim B. Khí hiếm C. Kim loại D. Không đủ dữ kiện 4. Hiđro có ba đồng vị là 1 1 H , 2 1 H và 3 1 H . Oxi có ba đồng vị là 16 8 O , 17 8 O và 18 8 O . Hỏi trong nước tự nhiên, loại nước có phân tử khối nhỏ nhất là bao nhiêu u? A.20 B. 18 C. 17 D. 19 Hãy chọn phương án đúng. 5. Nguyên tử nào trong số các nguyên tử sau đây chứa 8 proton, 8 nơtron và 8 electron? A. 16 8 O B. 17 8 O C. 18 8 O D. 17 9 F Hãy chọn phương án đúng. 6. Tổng số các hạt cơ bản (p, n, e) của một nguyên tử X là 28. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8. Nguyên tử X là: A. 17 9 F B. 19 9 F C. 16 8 O D. 17 8 O Hãy chọn phương án đúng. 7. Một nguyên tử X có tổng số electron ở các phân lớp s là 6 và tổng số electron lớp ngoài cùng là 6, cho biết X thuộc về nguyên tố hoá học nào sau đây? A. Oxi (Z = 8) B. Lưu huỳnh (Z = 16) C. Flo (Z = 9) D. Clo (Z = 17) Hãy chọn phương án đúng. 8. Trong nguyên tử Y có tổng số proton, nơtron và electron là 26. Hãy cho biết Y thuộc về loại nguyên tử nào sau đây? Biết rằng Y là nguyên tố hoá học phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất. A. 16 8 O B. 17 8 O C. 18 8 O D. 19 9 F Hãy chọn phương án đúng. 9. Một nguyên tử X có tổng số electron ở các phân lớp p là 11. Hãy cho biết X thuộc về nguyên tố hoá học nào sau đây? Nguyên tố X là : A. nguyên tố s. B. nguyên tố p. C. nguyên tố d. D. nguyên tố f. Hãy chọn phương án đúng. 10. Cho hai nguyên tố M và N có số hiệu nguyên tử lần lượt là 11 và 13. Cấu hình electron của M và N lần lượt là A. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 và 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 và 1s 2 2s 2 2p 6 3s 3 . C. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 và 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . D. 1s 2 2s 2 2p 7 và 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . Hãy chọn phương án đúng. 11. Cho biết sắt (Fe) có số hiệu nguyên tử là Z= 26. Cấu hình electron của ion Fe 3+ là: A. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 C. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 D. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 Hãy chọn phương án đúng. 12. Ion M 3+ có cấu tạo lớp vỏ electron ngoài cùng là 2s 2 2p 6. Hãy cho biết tên nguyên tố và cấu hình electron của M trong số các phương án sau: A. Nhôm, Al: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 . B. Magie, Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . C. Silic, Si: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 . D. Photpho: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 . Hãy chọn phương án đúng. 13. Một ion N 2- có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s 2 3p 6. Hãy cho biết ở trạng thái cơ bản, nguyên tử N có bao nhiêu electron độc thân? A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 14. Theo định nghĩa, số Avogađro là một số bằng số nguyên tử đồng vị cacbon-12 có trong 12g đồng vị cacbon- 12. Số Avogađro được kí hiệu là N, N có giá trị là 6,022.10 23. Khối lượng của một nguyên tử cacbon-12 là A. 1,9927.10 -23 g B. 1,9927.10 -22 g http://www.ebook.edu.vn C. 1,9927.10 -24 g D. 1,9927.10 -25 g Hãy chọn phương án đúng. Hướng dẫn giải Khối lượng của một nguyên tử cacbon-12, mC= 23 12 6,022.10 g = 1,9927.10 -23 g 15. Khi phóng chùm tia α qua một lá vàng mỏng (Thí nghiệm của Ru-dơ-pho), người ta thấy rằng cứ 10 8 hạt α mới có một hạt gặp hạt nhân và bị bật ngược trở lại. Một cách gần đúng, xác định bán kính nguyên tử lớn gấp bao nhiêu lần bán kính hạt nhân? A. 10 6 B. 10 5 C. 10 4 D. 10 3 Hướng dẫn giải Nếu coi nguyên tử và hạt nhân đều hình cầu, thì tiết diện hình tròn lớn nhất của hạt nhân bằng 8 1 10 tiết diện tương ứng của nguyên tử. Vì bán kính đường tròn tỷ lệ với căn bậc hai của diện tích hình tròn cho nên bán kính hạt nhân bằng khoảng 4 1 10 bán kính nguyên tử. Hay bán kính nguyên tử lớn gấp 10 4 lần bán kính hạt nhân. Đáp án trắc nghiệm tự giải C B C B A B B C B . C . C . A . C . A . C