CHUYÊN ĐỀ LỚP 10 ĐỂ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN QUỐC GIA: NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ, HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG, LIÊN KẾT HOÁ HỌC

CÁC DẠNG BÀI TẬP BỒI DƯỠNG ĐỘI TUYỂN THI QUỐC GIA DẠNG 1: NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ, HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG, LIÊN KẾT HOÁ HỌC Câu II (3,0 Điểm) lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc Phân tích chất rắn X chứa: N, B, F, H cho kết theo phần trăm khối lượng: 16,51% nitơ; 12,74% bo; 3,54% hiđro 67,21% flo Biết X sản phẩm thu trộn hai chất khí Y Z Cả hai khí tan nước Dung dịch khí Y cho mơi trường bazơ, cịn dung dịch khí Z lại cho mơi trường axit a) Cho biết công thức phân tử X, Y, Z tên gọi Y, Z b) Viết công thức lewis, dự đốn dạng hình học phân tử trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm X, Y Z c) Cho biết dạng số lượng liên kết hóa học nguyên tử phân tử chất X Câu II a Nội dung 3,0Điểm Có: (16,51/14): (12,74/10,8): (3,51/1) : (67,21/19) = : 1: : 0,5 Công thức phân tử X: NBH3F3 Theo kiện Y phải có CTPT: NH3 - amoniac ; 0,25 Z có CTPT: BF3 - Boflorua CTPT CT lewis CT cấu trúc 0,25 Dạng hình Trạng thái học phân tử lai hóa Hai tứ diện H F lồng với H:N:B:F N,B H F tâm hai NBH3F3 0,5 B: sp3 N: sp3 tứ diện b H NH3 0,5 AX3E Chóp tam H :N: giác N : sp3 H 0,5 F BF3 F : B AX3 Tam giác phẳng B: sp2 F + Sáu liên kết σ cộng hóa trị ( liên kết H-N liên kết F -B)phân cực phía 0,25 c N F + Một liên kết cho nhận cộng hóa trị phân cực phía F 0,25 Câu I.(3,0 Điểm) lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 1 Sự phá vỡ liên kết Cl-Cl mol clo đòi hỏi lượng 243 kJ (năng lượng sử dụng dạng quang năng) Hãy tính bước sóng photon cần sử dụng để phá vỡ liên kết Cl-Cl phân tử Cl2 Tổng số electron phân tử XY2 38 Tỉ lệ số khối tỷ lệ số nơtron nguyên tử nguyên tố Y so với nguyên tử nguyên tố X phân tử 5,333 a) Xác định nguyên tố X, Y b) Viết cấu hình electron nguyên tử; viết bốn số lượng tử electron cuối cấu hình electron nguyên tử nguyên tố Y Câu I Nội dung 3,0Điểm Cl2 + h ν → 2Cl 0,25 c 243.103 −19 ε = hν = h = = 4, 035.10 (J) λ 6, 022.1023 0,25 -34 h.c 6,625.10 3.10 → λ= = = 4,925.10−7 (m) = 492,5 (nm) 0,5 ε 4, 035.10−19 Gọi số khối, số hạt nơtron, số hạt proton, số hạt electron nguyên tử X, Y là: Ax, Nx, Px, Ex Ay, Ny, Py, Ey Từ đề có: 2.a + Tổng số electron phân tử XY2: Ex + 2Ey = 38 + Tỉ lệ số khối số nơtron: (1) 2Ay/Ax = 2Ny/Nx = 5,333 = 16/3 (2) -> 2Py/Px = 16/3 0,25 (2) (3) 0,25 0,25 0,25 Giải hệ (1) , (3) : Px = X cac bon (C) Py = 16 Y lưu huỳnh (S) 2.b 0,25 0,25 + Cấu hình electron nguyên tử C : 1s2 2s2 2p2 S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Bộ bốn số lượng tử elctron cuối nguyên tử S: n = 3; l= 1; m= -1; s = -1/2 0,25 0,25 + Câu 8: (Tốc độ phản ứng, điểm) lớp 10 chun Thái Bình Phản ứng oxi hố ion I- ClO- mơi trường kiềm diễn theo phương trình: ClO- + I- → Cl- + IO- (a) tuân theo định luật tốc độ thực nghiêm v = k[ClO-][I-][OH-]-1 Cho phản ứng (a) xảy theo chế: k1 ClO- + H2O ‡ˆ ˆˆk−ˆ† ˆˆ HClO + OH- nhanh; k2 I- + HClO  → HIO + Cl- chậm; k3 ˆˆ H2O + IO- nhanh OH- + HIO ‡ˆ ˆˆk−ˆ† Cơ chế có phù hợp với động học thực nghiệm hay không? Khi [I-]0 nhỏ so với [ClO-] o [OH-]0 thời gian để nồng độ I - cịn lại 6,25% so với lúc ban đầu se gấp lần thời gian cần thiết để 75% lượng I- ban đầu phản ứng (a) Hướng dẫn giải: (1đ)1 Tốc độ phản ứng đợc định bởi giai đoạn chậm, nên: v = k2[HClO][I-] dựa vào cân ở giai đoạn tao có k1 [HClO][OH - ] = k −1 [ClO - ][H 2O] => [HClO]= k1 [H O][ClO- ] k −1 [OH - ] Ta suy ra: k1 [H O][ClO - ][I − ] v = k2 k −1 [OH - ] H2O dung môi, lợng lớn nên nồng độ không đổi, suy [H2O] số Đặt k = k2 k1 [H O] k −1 => v = k[ClO-][I-][OH-]-1 => chế phù hợp với thực nghiệm (1đ)2 Khi [I-]0 nhỏ so với [ClO-]o [OH-]0 lúc coi phản ứng bậc với [I-] v = k’[I-] ta có k’t = ln([I-]0/[I-]) [I-]/[I-]0 = 0,0625 => k’t1 = 2,772 [I-]/[I-]0 = 0,25=> k’t2 = 1,386 => t1/t2 = Câu 2: (Liên kết hóa học, điểm) lớp 10 chun Thái Bình X nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 Electron cuối nguyên tử X có tổng số lượng tử 4,5 a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron nguyên tử b) Ở điều kiện thường XH3 chất khí Viết cơng thức cấu tạo, dự đốn trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hidroxit bậc cao X So sánh độ lớn góc liên kết phân tử PX3 (X: F, Cl, Br, I) Giải thích? Hướng dẫn giải: Câu 2: (1đ)1.a/ Với hợp chất hidro có dạng XH3 nên X thuộc nhóm IIIA hoặc nhóm VA TH1: X thuộc nhóm IIIA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m=-1, ms = +1/2 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p1 (Ga) TH2: X thuộc nhóm VA, ta có phân bố e theo obitan: Vậy e cuối có: l=1, m= 1, ms = +1/2 mà n + l + m + ms = 4,5 → n = Cấu hình e nguyên tử: 1s2 2s22p3 (N) b/ Ở đk thường XH3 chất khí nên nguyên tố phù hợp Nitơ Công thức cấu tạo hợp chất: N H H H Nguyên tử N có trạng thái lai hóa sp3 Oxit cao nhất: O O N O N O O Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2 Hidroxit với hóa trị cao nhất: O H O N Nguyên tử N ở trạng thái lai hóa sp2 (1đ)2/ Độ lớn góc liên kết XPX phân tử PX3 biến đổi sau: PF3 > PCl3 > PBr3 > PI3 Giải thích: bán kính nguyên tử tăng dần từ F → I đồng thời độ âm điện giảm dần nên tương tác đẩy nguyên tử halogen phân tử PX3 giảm dần từ PF3 → PI3 Nên PF3 có góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên kết bé O Câu 2: Liên kết hố học, hình học phân tử - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm) ) lớp 10 chuyên Hạ LongQuảng Ninh So sánh, có giải thích a Độ lớn góc liên kết phân tử: • CH4; NH3; H2O • H2O; H2S b Nhiệt độ nóng chảy chất : NaCl; KCl; MgO c Nhiệt độ sôi chất : C2H5Cl; C2H5OH; CH3COOH 137Ce tham gia phản ứng lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm 137Ce đồng vị bị phát tán mạnh ở nhiều vùng châu Âu sau tai nạn hạt nhân Trecnibun Sau lượng chất độc 1% kể từ lúc tai nạn xảy ĐÁP ÁN a CH4 > NH3 > H2O Giải thích: H | C N H O H | H H H H H H Số cặp e chưa tham gia liên kết nhiều đẩy nhau, góc liên kết nhỏ b H2O > H2S Giải thích: Vì độ âm điện O > S, độ âm điện nguyên tử trung tâm lớn se kéo mây đơi e- liên kết phía nhiều làm tăng độ lớn góc liên kết c So sánh nhiệt độ nóng chảy chất: MgO > NaCl > KCl Giải thích: bán kính ion K+ > Na+ Điện tích ion Mg2+ > Na+ O2- > Cl(Năng lượng phân li tỉ lệ thuận với điện tích ion tỉ lệ nghịch với bán kính ion) Áp dụng công thức: N 2,3 N o 2,3 N o lg ⇒ t= lg K = ln o = t N t N K N 0,693 2,3T N o ⇒ t= lg Mà k = T 0,693 N 2,3.30,2 N o 2,3.30,2 2,3.30,2.2 ⇒ t= lg = lg100= = 200,46 (năm) 0,693 N o 0,693 0,693 100 Vậy sau 200,46 năm lượng chất độc cịn 1% kể từ lúc tai nạn xảy 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ 0,5 đ Câu (2 điểm)) lớp 10 chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm- Quảng Nam Cho góc liên kết 100,30; 97,80;101,50; 1020 góc liên kết IPI; FPF; ClPCl; BrPBr Hãy dựa vào độ âm điện, gán trị số cho góc liên kết giải thích? 2.Có thể viết cấu hình electron Ni2+là: Cách 1: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d8] Cách 2: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d64s2] Áp dụng phương pháp gần đúng Slater, tính lượng electron Ni 2+ với cách viết (theo đơn vị eV) Cách viết phù hợp với thực tế? Tại sao? Đáp án Các góc liên kết IPI > BrPBr > ClPCl> FPF tương ứng với giá trị 1020 > 101,50 > 100,30> 97,80 Giải thích : độ âm điện nguyên tử X( I, Br,Cl, F) tăng cặp e liên kết bị lệch phía nguyên tử X, tức xa nguyên tố P nên lực đẩy cặp e liên kết giảm, làm góc liên kết giảm Cách 1: Ni2+ [ Ar] 3d8 Hằng số chắn b1s= 0,3.1 = 0,3 nên E1s = -13,6 Z∗ n ∗ = -13,6 (28 − 0,3) = -10435,144 (eV) b2s= b2p = 7.0,35 + 2.0,85 = 4,15 E2s = E2p = -13,6 (28 − 4,15)2 = - 1933,9965 (eV) 22 b3s = b3p = 7.0,35 + 8.0,85 + 2.1 = 11,25 E3s = E3p = -13,6 (28 −11,25)2 = - 423,961 (eV) 32 b3d = 7.0,35 + 18.1 = 20,45 E3d = -13,6 (28 − 20,45)2 = - 86,1371( eV) 32 Vậy ENi2+ = 2E1s + E2s + 8E3s + 8E3d = - 40423,045 (eV) Cách 2: Ni2+ [ Ar] 3d64s2 Tính số chắn lượng 1s, 2s 2p, 3s 3p cho kết giống cách b3d = 5.0,35 + 18.1 = 19,75 E3d = -13,6 (28 −19,75)2 = -102,85 (eV) 32 b4s = 1.0,35 + 14.0,85 + 10.1 = 22,25 E4s = -13,6 (28 − 22,25)2 = -32,845 (eV) 3,72 Vậy ENi2+ = 2E1s + E2s + 8E3s + 6E3d + 2E4s = - 40416,738 (eV) So sánh giá trị ENi2+ thấy giá trị E ở cách nhỏ hơn, ứng với trạng thái bền cấu hình e ở cách phù hợp với thực tế Câu V(2đ) lớp 10 chuyên Hưng Yên Tại 25oC phản ứng bậc sau có số tốc độ k = 1,8.10-5 s-1: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k) Phản ứng xảy bình kín tích 20,0 L không đổi Ban đầu lượng N 2O5 cho vừa đầy bình Tại thời điểm khảo sát, áp suất riêng N2O5 0,070 atm Giả thiết khí khí lí tưởng (a) Tính tốc độ: (i) tiêu thụ N2O5; (ii) hình thành NO2; O2 (b) Tính số phân tử N2O5 bị phân tích sau 30 giây Hướng dẫn giải: a pi V = ni RT n N 2O Pi 0,07 = = 2,8646.10 −3 (mol.l -1) V RT 0,082 × 298 -1 -1 −5 −3 −8 ⇒ v = k.C N 2O5 = 1,8.10 × 2,8646.10 = 5,16.10 mol.l s ⇒ C N 2O5 = = Từ phương trình: 2N2O5(k) → 4NO2(k) + O2(k) dC O dC N 2O5 dC NO ⇒v=− × =+ × =+ dt dt dt -8 -8 -1 -1 nên vtiêu thụ (N2O5) = −2v = −2 × 5,16.10 = −10,32.10 mol.l s vhình thành (NO2) = 4v = × 5,16.10-8 = 20,64.10-8 mol.l-1.s-1 vhình thành (O2) = v = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1 (b) Số phân tử N2O5 bị phân hủy = vtiêu thụ (N2O5) × Vbình × t × No(số avogadrro) = 10,32.10-8 × 20,0 × 30 × 6,023.1023 ≈ 3,7.1019 phân tử Câu III(1đ) lớp 10 chuyên Hưng Yên Xét phân tử POX3 a) Các phân tử POF3 POCl3 có cấu hình hình học nào? b) Góc liên kết XPX phân tử lớn hơn? Cho biết: ZP = 15; ZAs = 33; ZO = 8; ZF = 9; ZCl = 17; ZB = 5; ZN = 7; ZSi = 14; ZS = 16 Phẩn tử HF phân tử H2O có momen lưỡng cực, phân tử khối gần (HF: 1,91 Debye, H2O: 1,84 Debye, MHF: 20, MH2O : 18); nhiệt độ nóng chảy hidroflorua – 830C thấp nhiều so với nhiệt độ nóng chảy nước đá 00C, giải thích sao? Hướng dẫn giải: HƯỚNG DẪN: 1.Để giải thích câu ta dùng thuyết VSEPR hoặc thuyết lai hóa (hoặc kết hợp hai) a P: 1s22s22p63s23p3; As: 1s22s22p63s23p63d104s24p3 P As có 5e hóa trị tham gia liên kết 3e XH3 X H H sp3 H Hình tháp tam giác Góc HPH > HasH độ âm điện nguyên tử trung tâm P lớn so với As nên lực đẩy mạnh b O P X X X n = +1 = (sp3): hình tứ diện Góc FPF < ClPCl Cl có độ âm điện nhỏ flo giảm lực đẩy * Phân tử H-F ; H-O-H tạo liên kết hidro – H…F – tạo liên kết hidro – H…O – * Nhiệt độ nóng chảy chất rắn với mạng lưới phân tử (nút lưới phân tử) phụ thuộc vào yếu tố: - Khối lượng phân tử lớn nhiệt độ nóng chảy cao - Lực hút phân tử mạnh nhiệt độ nóng chảy cao Lực hút phân tử gồm: lực liên kết hidro, lực liên kết Van der Waals (lực định hướng, lực khuếch tán) *Nhận xét: HF H2O có momen lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần có liên kết hidro bền, đáng le hai chất rắn phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ nhau, HF có nhiệt độ nóng chảy phải cao nước (vì HF momen lưỡng cực lớn hơn, phân tử khối lớn hơn, liên kết hidro bền hơn) Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc (H2O) = 00C > Tnc(HF) = – 830C * Giải thích: Mỗi phân tử H-F tạo liên kết hidro với phân tử HF khác ở hai bên … H-F H-F…H-F Trong HF rắn phân tử H-F liên kết với nhờ liên kết hidro tạo thành chuỗi chiều, chuỗi liên kết với lực Van der Waals yếu Vì đun nóng đến nhiệt độ khơng cao lực Van der Waals chuỗi bị phá vỡ, đồng thời phần liên kết hidro cững bị phá vỡ nên xảy tượng nóng chảy Mỗi phân tử H-O-H tạo liên kết hidro với phân tử H2O khác nằm ở đỉnh tứ diện Trong nước đá phân tử H2O liên kết với phân tử H2O khác tạo thành mạng lưới không gian chiều Muốn làm nóng chảy nước đá cần phải phá vỡ mạng lưới không gian chiều với số lượng liên kết hidro nhiều so với ở HF rắn địi hỏi nhiệt độ cao Bài 1: (tuyển chuyên quốc học Huế) Có thể viết cấu hình electron Ni2+là: Cách 1: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d8]; Cách 2: Ni2+ [1s22s22p63s23p63d64s2] Áp dụng phương pháp gần đúng Slater (Xlâytơ) tính lượng electron Ni 2+ với cách viết (theo đơn vị eV) Cách viết phù hợp với thực tế? Tại sao? Viết công thức Lewis xác định dạng hình học phân tử ion sau: BCl3, CO2, NO2+, NO2, IF3 HƯỚNG DẪN GIẢI: Năng lượng electron ở phân lớp l có số lượng tử hiệu dụng n* tính theo biểu thức Slater: ε1 = -13,6 x (Z – b)2 /n* (theo eV) Hằng số chắn b số lượng tử n* tính theo quy tắc Slater Áp dụng cho Ni2+ (Z=28, có 26e) ta có: Với cách viết [Ar]3d8: ε 1s = -13,6 x (28 – 0,3)2/12 = -10435,1 eV ε 2s,2p = -13,6 x (28 – 0,85x2 – 0,35x7)2/ 22 = - 1934,0 ε 3s,3p = -13,6 x (28 – 1x2 – 0,85x8 – 0,35x7)2/32 = - 424,0 ε 3d = - 13,6 x (28 – 1x18 – 0,35x – 0,35x7)2/32 = - 86,1 E1 = ε 1s + ε 2s,2p + ε 3s,3p + ε 3d = - 40423,2 eV Với cách viết [Ar]sd64s2: ε 1s, ε 2s,2p, ε 3s,3p có kết Ngoài ra: ε 3d = -13,6 x (28 – 1x18 – 0,35x5)2/32 = - 102,9 eV ε 4s = - 13,6 x (28 – 1x10 – 0,85x14 – 0,35)2/3,72 = - 32,8 Do E2 = - 40417,2 eV b) E1 thấp (âm) E2, cách viết ứng với trạng thái bền Kết thu phù hợp với thực tế ở trạng thái ion Ni2+ có cấu hình electron [Ar]3d8 a Công thức Lewis: BCl3 NO2+ CO2 NO2 IF3 F Cl : :I + O : : O : : F C : : O N : : O N B : O O Cl F Cl b Dạng hình học: BCl3: Xung quanh ngun tử B có cặp electron (2 cặp "siêu cặp") nên B có lai hố sp 2, ngun tử F liên kết với B qua obitan này, phân tử có dạng tam giác CO2: Xung quanh C có siêu cặp, C có lai hố sp, nguyên tử O liên kết với C qua obitan Phân tử có dạng thẳng NO+: Ion đồng electron với CO2 nên có dạng thẳng NO2: Xung quanh N có cặp electron quy ước [gồm cặp + siêu cặp (liên kết đôi) + electron độc thân] nên N có lai hố sp2 Hai nguyên tử O liên kết với số obitan lai hố nên phân tử có cấu tạo dạng chữ V (hay gấp khúc) Góc ONO < 120o đẩy electron độc thân IF3: Xung quanh I có cặp electron, I phải có lai hố sp 3d, tạo thành obitan hướng đến đỉnh hình lưỡng chóp ngũ giác Hai obitan nằm dọc trục thẳng đứng liên kết với nguyên tử F Nguyên tử F thứ ba liên kết với obitan mặt phẳng xích đạo Như phân tử IF có cấu tạo dạng chữ T Nếu kể đến đẩy cặp electron không liên kết, phân tử có dạng chữ T cụp Cl C O N O I N O F F O B O O F Cl Cl BÀI 8: (tuyển chuyên quốc học Huế) Cho kiện sau: Năng lượng thăng hoa Na ion hóa thứ Na liên kết F2 Nhiệt hình thành NaF rắn : kJ.mol¯1 108,68 495,80 155,00 -573,60 kJ.mol-1 Năng lượng liên kết Cl2 mạng lưới NaF mạng lưới NaCl kJ.mol¯1 242,60 922,88 767,00 Nhiệt hình thành NaCl rắn: -401,28 kJ.mol-1 Tính lực electron F Cl ; so sánh kết thu giải thích Hãy cho biết quy luật biến đổi (có giải thích): a) Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi halogen từ F2 đến I2 b) Độ bền nhiệt phân tử halogen từ F2 đến I2 c) Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi hidro halogenua từ HF đến HI HƯỚNG DẪN GIẢI 1.a Áp dụng định luật Hess vào chu trình M(r) + HTH M(k) X(k) I1 M+(k) HHT 1X 2(k) + 12 HLK MX(r) HML + AE + X-(k) Ta được: AE = ΔHHT - ΔHTH - I1 - ½ ΔHLK + ΔHML (*) Thay số vào (*), AE (F) = -332,70 kJ.mol-1 AE (Cl) = -360 kJ.mol-1 b AE (F) > AE (Cl) F có độ âm điện lớn Cl nhiều Có thể giải thích điều sau: * Phân tử F2 bền phân tử Cl2, ΔHLK (F2) < ΔHpl (Cl2) dẫn đến AE (F) > AE (Cl) * Cũng giải thích: F Cl hai nguyên tố liền nhóm VIIA F ở đầu nhóm Nguyên tử F có bán kính nhỏ bất thường cản trở xâm nhập electron - Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng dần từ flo đến iot: - Mỗi phân tử X2 gồm hai nguyên tử, phân tử X2 liên kết với lực Van de Van Lực tăng lên theo chiều tăng khối lượng khả bị cực hóa phân tử halogen nên từ F đến I2 ts0, tnc0 tăng dần Độ bền nhiệt phân tử halogen tăng từ F2 đến Cl2 sau giảm dần từ Cl2 đến I2 - Thước đo độ bền nhiệt lượng liên kết Ngun tử F khơng có AO – d nên liên kết nguyên tử F liên kết σ Trong phân tử Cl2, Br2, I2 ngồi liên kết σ cịn phần liên kết π tạo nên bởi che phủ AO – d trống nguyên tử halogen với AO – p có cặp e nguyên tử halogen Do lượng liên kết F2 bé lượng liên kết Cl2 - Từ Cl2 đến I2 lượng liên kết giảm dần độ dài liên kết tăng - Do đó, độ bền nhiệt tăng từ F2 đến Cl2 sau giảm dần từ Cl2 đến I2 Từ HCl đến HI, nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy tăng dần theo chiều tăng khối lượng phân tử Riêng HF có nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy cao cách bất thường Đó có tượng trùng hợp phân tử nhờ liên kết hidro Năng lượng liên kết hidro trường hợp lớn nHF → (HF)n (n=2→6) Bài (lớp 10 chuyên Bắc Giang) Cho phản ứng: A  B → C  D (1) phản ứng đơn giản Tại 270C 680C, phương trình (1) có số tốc độ tương ứng k1 = 1,44.107mol-1.l.s-1 k2 = 3,03.107 mol-1.l.s-1, R = 1,987 cal/mol.K Tính lượng hoạt hóa EA (cal/mol) giá trị A biểu thức k=A.e-E/RT mol-1.l.S-1 Tại 1190C, tính giá trị số tốc độ phản ứng k3 Nếu CoA = CoB = 0,1M t1/2 ở nhiệt độ 1190C bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Phản ứng động học bậc hai, áp dụng phương trình Archenius ta có -E A -E A lnk1= + lnA; lnk1= + lnA; RT1 RT2 10 -E A -E A + lnA- lnA RT2 RT1 k E 1 ln = A ( - ) k1 R T1 T2 T2.T1 k2 EA=R ln =3688,2(cal/mol) T2 − T1 k1 k=A e (-E/RT) k k1 A= (-E/RT) = (-E/RT =7.109(mol-1.l.s-1.) 1) e e lnk2-lnk1= k3=A e(-E/RT3 ) =6,15.107(mol-1.l.s-1.) =1,63.10-7(s) k 3.CoA Câu 4(Liên kết hóa học, hình học phân tử) chuyên 10 Bắc Ninh 1) Dựa vào mơ hình VSEPR cho biết dạng hình học phân tử ion sau đồng thời cho biết kiểu lai hoá AO hoá trị nguyên tử trung tâm a)NH4+ b) COCl2 c) [Fe(CN)6]4d) BrF5 2) Có tồn phân tử NF5 AsF5 khơng ? Tại sao? Hướng dẫn giải: Câu 4: (Liên kết hóa học, hình học phân tử) 1) a) NH4+ có cơng thức VSEPR AX4 có cấu trúc tứ diện (1 đ), N lai hố sp3 (0,5 đ) b) COCl2 có cơng thức VSEPR AX2 có cấu trúc tam giác (1đ), C lai hố sp2 (0,5đ) c) [Fe(CN)6]4- có cơng thức VSEPR AX6 có cấu trúc bát diện (1đ) Fe lai hố sp3d2 (0,5 đ) d) BrF5 có cơng thức VSEPR AX5E1 có cấu trúc hình chóp vng ((1đ) Br lai hố sp3d2 (0,5 đ) 2) Khơng tồn phân tử NF (1đ) : cấu hình electron ngồi N : 2s 2p3 khơng có phân lớp d trống chênh lệch lượng lớp thứ lớn nên khó có kích thích electron từ lớp  để có electron độc thân để tạo liên kết (1đ) + As (Z=33) 4s2 4p3 4d0 (1 đ) Ở điều kiện thích hợp se xảy chuyển electron từ phân lớp 4p  4d trống nên có eletron độc thân ,tồn tai phân tử AsF5 Câu THPT Chu Văn An- Hà Nội Cho phân tử: XeF2, XeF4, XeOF4, XeO2F2 a Viết công thức cấu tạo Li - uyt (Lewis) cho phân tử b Áp dụng quy tắc đẩy cặp electron hóa trị, dự đốn cấu trúc hình học phân tử c Hãy cho biết kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm phân tử Hướng dẫn giải: Công thức cấu tạo Li-uyt (Lewis) τ 1/2 = F Xe F F F Xe F O F F Xe F F O F F Xe F O b/ Cấu trúc hình học XeF2 : thẳng XeF4 : vuông phẳng XeOF4 : tháp vuông XeO2F2: ván bập bênh 11 c Kiểu lai hóa nguyên tử trung tâm Xe: XeF2: sp3d XeF4: sp3d2 XeOF4: sp3d2 XeO2F2: sp3d Câu 1: (Cấu tạo nguyên tử, phân tử, định luật tuần hoàn) lớp 10 chuyên Hoàng Văn Thụ Nguyên tố R ở chu kỳ bảng tuần hồn ngun tố hóa học Trong ion phổ biến sinh từ nguyên tử R có đặc điểm sau: - Số e phân lớp p gấp đôi số e phân lớp s - Số e lớp số e phân lớp p a) Xác định R, viết cấu hình electron nguyên tử R b) Xác định vị trí R bảng tuần hồn Cho số lượng tử electron cuối nguyên tử nguyên tố: A: n = 3; l = 1; m = -1; s = B: n = 2; l = 1; m = -1; s = Z: n = 2; l = 1; m = 0; s = + a) Xác định A, X, Z b) Cho biết trạng thái lai hóa cấu trúc hình học phân tử ion sau: ZA2 ; AX2 ; AX ; AX Hướng dẫn giải: a) Do R ở chu kì Vậy ion tạo từ R có phân lớp s ngồi 3s2 hoặc 4s2 + Nếu 4s2 số e phân lớp s số e phân lớp p 16 Tức 2p6 3p6 4p4 ⇒ Điều khơng đúng có đồng thời lớp ngồi 4s2 4p4 Đây selen khơng phải ion + Nếu 3s2 số e phân lớp s số electron phân lớp p 12 tức 2p6 3s2 Đồng thời số e lớp số e phân lớp p tức = 14 Vậy: 3s2 3p6 3d6 ⇒ ion cần xác định Fe2+ Cấu hình e Fe: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 b) Vị trí ô số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VIII B a) Nguyên tố A: n = 3, l = 1, m = -1, S = - ⇒ 3p4 A S Nguyên tố X: n = 2, l = 1, m = -1, S = - ⇒ 2p4 X O Nguyên tố Z: n = 2, l = 1, m = 0, S = ⇒ 2p2 Z C b) Trạng thái lai hóa nguyên tử Phân tử ion Cấu trúc hình học trung tâm CS2 sp Đường thẳng SO2 sp Góc SO sp Chóp đáy tam giác SO sp3 Tứ diện Câu (2 điểm): chuyên 10 Hải Dương Hãy cho biết cấu hình hình học phân tử ion đây, đồng thời xếp góc liên kết chúng theo chiều giảm dần Giải thích a) NO2; NO2+ , NO2− b) H2S ; SCl2 Thực nghiệm xác định mômen lưỡng cực phân tử H 2O 1,85 D, góc liên kÕt HOH l 104,5o; đ ộ di liên kết O - H 0,0957 mm 12 Tính độ ion liên kết O – H phân tử oxi (bỏ qua momen tạo cặp electron hố trị khơng tham gia liên kết oxi) Cho biết số thứ tự Z nguyên tố: (N) ; (O) ; 16 (S) ; 17 (Cl), 1D = 3,33.10 -30 C m Điện tích electron –1,6.10-19C ; mm = 10-9m Hướng dẫn giải: O N O - + NO2 NO2 NO2 N N O O O gấp khúc O sp sp sp2 (-) thẳng gấp khúc + Với NO2 NO2-: Xung Góc liên kết giảm theo thứ tự: NO 2( + ) > NO > NO 2( − ) quanh N có khu vực mây + Do NO 2( + ) khơng cịn e hố trị tự => Chỉ cịn khu vực mây e đẩy tạo góc 1800 e đẩy nên tạo góc liên kết gần 1200; NO2- có đôi e tự chiếm khoảng không gian lớn góc liên kết nhỏ so với NO2 có 1e hố trị tự Xét phân tử H2O: 1,51 = 32,8% Vậy độ ion lk O – H = 4, 60 H µ1 α O µ2 µ H r uu r uu r α uur α α µ = µ1 cos + µ cos = 2µ1 cos 2 uuuur Vì µ H 2O = 1,85D (thực nghiệm), α = 104,50 ⇒ µ1 = 1,85 = 1,51D cos 52, 25 Mà theo lý thuyết giả thiết độ ion lk O – H 100% 0, 0957.10−9.1, 6.10 −19 = 4, 60D 3,33.10−30 Câu 1: Liên kết hóa học (lớp 10 chuyên Biên Hồ- Hà Nam) X ngun tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH Electron cuối ngun tử X Ta có µ1( lt ) = có tổng bốn số lượng tử 4,5 (Quy ước từ -l đến +l) a) Viết cấu hình electron nguyên tử X b) Ở điều kiện thường XH3 chất khí X tạo với oxi số phân tử ion sau: XO 2, Hãy viết công thức Lewis, cho biết trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm, dự đốn dạng hình học phân tử ion trên, đồng thời xếp góc liên kết chúng theo chiều giảm dần Giải thích 13 c) d) Hãy so sánh góc liên kết momen lưỡng cực XH3 XF3 Giải thích Cho chất sau: XF3, CF4, NH3 Các chất có tác dụng với hay khơng? Nếu có viết phương trình (giải thích) Hướng dẫn giải: a X thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH3 → X thuộc nhóm IIIA hoặc VA TH1: X thuộc nhóm IIIA Ta có phân bố electron vào obitan sau Vậy electron cuối có l = 1; m = -1, ms = +1/2 → n = Cấu hình electron ngun tử: 1s22s22p63s23p63d104s24p1 TH2: X thuộc nhóm VA Ta có phân bố electron vào obitan sau Vậy electron cuối có l = 1; m = 1, ms = +1/2 → n = Cấu hình electron ngun tử: 1s22s22p3 b XH3là chất khí, nên X Nitơ NO2 NO2+ O N + O N O N O 1320 Lai hóa sp2 dạng góc O NO2 O + N O lai hóa sp dạng đường thẳng 1150 lai hóa sp2 dạng góc Trong NO2, N có 1electron khơng liên kết, cịn tương tác đẩy mạnh → góc liên kết ONO Vậy góc liên kết: O N O O O N O N có cặp electron khơng liên kết nên nhỏ NO2 > NO2 > c N NH3 NF3 ở trạng thái lai hóa sp3 +) Trong NH3 liên kết N-H phân cực phía N làm đơi electron liên kết tập trung vào nguyên tử N, tương tác đẩy cặp electron tự với cặp electron liên kết mạnh Trong NF3 liên kết N-F phân cực phía F làm đôi electron liên kết xa nguyên tử N, tương tác đẩy cặp electron tự với cặp electron liên kết yếu → góc liên kết HNH lớn FNF +) NH3: chiều phân cực đôi e chưa liên kết NH chiều với vectơ momen phân cực liên kết N-H NF3: chiều phân cực đôi e chưa liên kết NH ngược chiều với vectơ momen phân cực liên kết N-F 14 → momen lưỡng cực NH3 > NF3 d 15 ... góc liên kết lớn nhất, PI3 có liên kết bé O Câu 2: Liên kết hố học, hình học phân tử - Định luật tuần hoàn (2,5 điểm) ) lớp 10 chuyên Hạ LongQuảng Ninh So sánh, có giải thích a Độ lớn góc liên kết. .. 8: (tuyển chuyên quốc học Huế) Cho kiện sau: Năng lượng thăng hoa Na ion hóa thứ Na liên kết F2 Nhiệt hình thành NaF rắn : kJ.mol¯1 108 ,68 495,80 155,00 -573,60 kJ.mol-1 Năng lượng liên kết Cl2... nghiệm), α = 104 ,50 ⇒ µ1 = 1,85 = 1,51D cos 52, 25 Mà theo lý thuyết giả thi? ??t độ ion lk O – H 100 % 0, 0957 .10? ??9.1, 6 .10 −19 = 4, 60D 3,33 .10? ??30 Câu 1: Liên kết hóa học (lớp 10 chuyên Biên Hồ-