BỒI DƯỠNG HSG HÓA 10- RẤT HAY

Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa 10- tuyêt vời

Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng MỤC LỤC 2.1 Phản ứng oxi hóa – khử 47 2.2 Các trình điện hóa 50 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC CHUN ĐỀ CHUYÊN ĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Thành phần cấu tạo nguyên tử Bảng 1.1 Khối lượng điện tích proton, nơtron electron nguyên tử Tên Kí hiệu Eletron Proton Nơtron e p n Khối lượng nghỉ kg 9,1.10-31 1,673.10-27 1,675.10-27 Điện tích u 5,5.10-4 1 -1,6.10-19C (1-) +1,6.10-19C (1+) * Trong nguyên tử: Z = số p = số e * Số khối hạt nhân (A): tổng số proton (Z) nơtron (N) có hạt nhân: A = Z + N  X: làkí hiệ u nguyê n tốhó a học A i  * Kí hiệu ngun tử: Z X vớ u nguyê n tử ; A =Z +N  Z: sốhiệ * Thơng thường, với 82 nguyên tố đầu hệ thống tuần hồn (Z ≤ 82) ≤ N ≤ 1,524 Z Nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình - Nguyên tử khối nguyên tử khối lượng nguyên tử nặng gấp lần đơn vị khối lượng ngun tử khèi l ỵ ng cđa nguyªn tư 12C - Đơn vị khối lượng ngun tử: u ⇒ 1u = ≈ 1,6.10−27 kg 12 - Do nguyên tố tự nhiên hỗn hợp nhiều đồng vị Vì nguyên tử khối nguyên tố bảng tuần hoàn nguyên tử khối trug bình đồng vị Cơng thức tính sau: aX +bY +cZ - X, Y , Z số khối (nguyên tử khối) đồng vị A= 100 - a, b, c % t ơng ứng đồng vịtrong tự nhiên Giỏ tr bốn số lượng tử a Số lượng tử n Mỗi lớp electron đặc trưng giá trị số lượng tử n Số lượng tử n số nguyên dương: n Kí hiệu lớp electron K L M N O P Q b Số lượng tử phụ l - Mỗi lớp electron từ n = trở lên lại chia số phân lớp Mỗi giái trị l ứng với phân lớp Số phân lớp lớp giá trị n lớp - Giá trị số lượng tử phụ số nguyên dương từ đến n – 1: l Kí hiệu phân lớp electron s p d f g n–1 c Số lượng tử từ ml (Số obitan hay AO) -1- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng - Ứng với giá trị l có 2l + giá trị ml Đó số nguyên âm dương từ -l đến +l, kể số (ml =2l + 1) Ví dụ: + Khi l = (AO s) có giá trị ml = + Khi l = (AO p) có ba giá trị ml -1, 0, +1 + Khi l = (AO d) có năm giá trị ml -2, -1, 0, +1, +2 d Số lượng tử từ spin ms - ms có hai giá trị: ms = +1/2 ms = -1/2 - Bốn số lượng tử n, l, ml ms hoàn toàn xác định trạng thái electron nguyên tử Obitan nguyên tử - Mỗi AO nguyên tử đặc trưng ba giá trị số lượng tử n, l ml Người ta thường biểu diễn AO ô vuông gọi ô lượng tử Ví dụ: + n =1 ⇒ l =0 ⇒ m =0 øng ví i AO 1s l =0 ⇒ m =0 øng ví i AO 2s + n =2 ⇒  l =1 ⇒ m =-1, 0, +1 øng ví i AO 2p: l =0 ⇒ m =0 øng ví i AO 3s  + n =3 ⇒ l =1 ⇒ m =-1, 0, +1 øng ví i AO 3p:  l =2 ⇒ m =-2, -1, 0, +1, +2 øng ví i AO 3d: Cấu hình electron nguyên tử a Quy luật phân bố electron nguyên tử * Nguyên lí loại trừ Pauli: Trong nguyên tử tồn hai electron có giá trị số lượng tử n, l, ml ms * Quy tắc Kleskopxki: Sự điền electron vào phân lớp nguyên tử trạng thái theo thứ tự tổng số n + l tăng dần Khi hai phân lớp có giá trị n + l electron điền trước tiên vào phân lớp có giá trị n nhỏ * Quy tắc Hund: Khi nguyên tử trạng thái bản, có phân lớp chưa điền đủ số electron tối đa, electron có xu hướng phân bố vào AO phân lớp cho có số electron độc thân với giá trị số lượng tử từ spin ms dấu lớn b Cách viết cấu hình - Xác định số electron nguyên tử - Phân bố electron theo trật tự mức lượng AO tăng dần 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p… - Viết cấu hình electron theo thứ tự phân lớp electron lớp 1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p… Bảng tuần hồn ngun tố hóa học 6.1 Cấu tạo bảng tuần hồn - Ơ ngun tố: Số thứ tự nguyên tố = Z - Chu kỳ: Số thứ tự chu kì = số lớp electron - Nhóm: Số thứ tự nhóm = số electron hóa trị (electron lớp ngồi + electron phân lớp sát chưa bảo hịa) + Nhóm A: thuộc ngun tố s, p + Nhóm B: thuộc nguyên tố d, f 6.2 Quy luật biến thiên tuần hồn tính chất nguyên tố a Bán kính nguyên tử Sự biến đổi bán kính nguyên tử điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ: bán kính giảm -2- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng + Trong nhóm A: bán kính tăng b Năng lượng ion hóa - Năng lượng ion hóa thứ (I 1) nguyên tử lượng tối thiểu cần để tách electron thứ khỏi nguyên tử trạng thái - Sự biến đổi lượng ion hóa thứ ngun tố nhóm A: Khi điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ lượng ion hóa tăng + Trong nhóm, lượng ion hóa giảm c Độ âm điện - Độ âm điện nguyên tử đại lượng đặc trưng cho khả hút electron nguyên tử tạo thành liên kết hóa học - Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: + Trong chu kỳ, độ âm điện tăng + Trong nhóm, độ âm điện giảm d Tính kim loại, tính phi kim - Tính kim loại tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ electron để trở thành ion dương Ngun tử dễ electron tính kim loại nguyên tố mạnh - Tính phi kim tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ thu electron để trở thành ion âm Ngun tử dễ thu electron tính phi kim nguyên tố mạnh - Quy luật biến đổi tính kim loại, tính phi kim + Trong chu kỳ, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại giảm, tính phi kim tăng dần + Trong nhóm A, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại tăng, tính phi kim giảm dần II BÀI TẬP CĨ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2014): Cho X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hoàn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần tổng số đơn vị điện tích hạt nhân 90 a) Xác định nguyên tố b) So sánh bán kính ion: X2-, Y-, A+, B2+ Giải thích ngắn gọn Giải: a) Vì X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần nên ta có: ZY = ZX + 1; ZR = ZX + 2; ZA = ZX + 3; ZB = ZX + Theo ta có: ZX + ZY + ZR + ZA + ZB = 90 → ZX + (ZX +1) + (ZX + 2) + (ZX + 3) + (ZX + 4) = 90 → ZX = 16 → X S Vậy nguyên tố X, Y, R, A, B là: S, Cl, Ar, K, Ca b) Các ion: X2-, Y-, A+, B2+ có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6, nên số đơn vị điện tích hạt nhân tăng bán kính giảm Vậy bán kính ion giảm dần theo thứ tự: X2- > Y- > A+ > B2+ Câu (HSG NGHỆ AN lớp 11 - 2016): Ngun tử X có cấu hình electron lớp ngồi 3s x, ngun tử Y có cấu hình electron lớp 4s 24py Tổng số electron lớp nguyên tử Viết cấu hình electron ngun tử X, Y Từ đó, xác định vị trí X, Y bảng HTTH Giải: Theo giả thiết: x + + y = ⇒ x + y =7 Trường hợp 1: x = ⇒ y = CHe X: 1s22s22p63s1 ⇒ X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 ⇒ Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIA Trường hợp 2: x = ⇒ y = CHe X: 1s22s22p63s2 ⇒ X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p5 ⇒ Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIA Câu (HSG HẢI PHỊNG lớp 11 - 2016): Chất X tạo từ nguyên tố A, B, C có cơng thức phân tử ABC Tổng số hạt phân tử X 82, số hạt mạng điện nhiều số hạt không mạng -3- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng điện 22 Hiệu số khối B C gấp 10 lần số khối A Tổng số khối B C gấp 27 lần số khối A Xác định công thức phân tử X Giải: Gọi số proton, notron A, B, C ZA, ZB, ZC, NA,NB, NC Theo kiện đề ta có hệ phương trình sau: 2(ZA + ZB + ZC) + (NA + NB + NC) = 82 2(ZA + ZB + ZC) - (NA + NB + NC) = 22 (ZB + NB) - (ZC + NC) = 10(ZA + NA) (ZB + NB) + (ZC + NC) = 27(ZA + NA) Giải hệ phương trình ta được: ZA + NA = 2; ZB + NB = 37; ZC + NC = 17 Vậy: A H, B Cl, C O Công thức X HClO Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 - 2015): Ở trạng thái bản, nguyên tử nguyên tố R có tổng số electron phân lớp s Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố R trạng thái xác định nguyên tố R Hợp chất X tạo thành từ 10 nguyên tử nguyên tố hóa học (ba nguyên tố thuộc chu kỳ) Biết X: - Tổng số hạt mang điện 84 - Tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố có số hiệu lớn nhiều tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố lại hạt - Số nguyên tử nguyên tố có số hiệu nhỏ tổng số nguyên tử ngun tố cịn lại Xác định cơng thức hợp chất X Giải: Trong vỏ nguyên tử nguyên tố R, electron phân bố vào phân lớp s theo thứ tự là: 1s 2; 2s2; 3s2; 4s1 ⇒ Các cấu hình electron thỏa mãn là: 1s22s22p63s23p64s1 ⇒ Z = 19, R K (Kali) 1s22s22p63s23p63d54s1 ⇒ Z = 24, R Cr (Crom) 1s22s22p63s23p63d104s1 ⇒ Z = 29, R Cu (đồng) Gọi công thức X: AaBbCcDd Theo ta có: aZA + bZB + cZC + dZD = 42 (I) a + b + c + d = 10 (II) Giả sử: ZA < ZB < ZC < ZD ⇒ a = b + c + d (III) Lại có: dZD = aZA + bZB + cZC + (IV) Từ (II), (III) ⇒ a = 5; từ (I), (IV) ⇒ dZD = 24 ⇒ 5ZA + bZB + cZC = 18 ⇒ ZA < (18/7) = 2,57 ⇒ ZA = (H); ZA = (He: loại) Vì A hiđro chu kì ⇒ B, C, D thuộc chu kì ⇒ b = c = ZB + ZC = 13 Mà dZD = 24 ⇒ d = ZD = (O) ⇒ ZB = (cacbon); ZC = (N) Công thức X: H5CNO3 hay NH4HCO3 Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 (dự bị) - 2015): Hợp chất Z tạo nguyên tố M, R có cơng thức MaRb R chiếm 6,667% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, hạt nhân nguyên tử R có n’ = p’(n, p, n’, p’ số nơtron proton tương ứng M R) Biết tổng số hạt proton phân tử Z 84 a + b = Tìm cơng thức phân tử Z Giải: Số khối nguyên tử M: p + n = 2p + 4; số khối nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’ 2p ' b 6, 667 p'b = = ⇒ = % khối lượng R MaRb = (1) a(2p + 4) + 2p ' b 100 15 ap + p ' b + 2a 15 Tổng số hạt proton MaRb = ap + bp’ = 84 (2); a + b = -4- (3) Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng p'b ⇔ 15p’b = 84 +2a = 84 + 2a 15 (2) ⇒ p’b = 84 – ap ⇒ p = (1176 - 2a)/15a; (3) ⇒ ≤ a ≤ Vậy a = 3, p = 26 (Fe) phù hợp a = ⇒ b = ⇒ p’ = 6: cacbon Vậy CTPT Z Fe3C (1), (2) ⇒ Câu (HSG KHU VỰC DUYÊN HẢI VÀ ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ lớp 10 - 2015): Hợp chất A tạo từ nguyên tử nguyên tố X Y Tổng số hạt mang điện hạt nhân nguyên tử phân tử A 18 Nguyên tử nguyên tố Y có electron phân lớp p Xác định công thức phân tử A Giải: Đặt công thức phân tử chất A: XaYb Ta có: a.PX + b.PY = 18; a + b = Y có electron phân lớp p nên: Y thuộc chu kì ⇒ Y: 1s22s22p4 ⇒ Y oxi (PY = 8) ⇒ b ≤ + b = 1; a = 3; PX = 3,33 (loại) + b = 2; a = 2; PX = (H) Khi nghiệm phù hợp: a = b = 2, PX = (Hiđro) Vậy, A H2O2 Câu (HSG HẢI DƯƠNG lớp 10 - 2019): Phân tử M tạo nên ion X3+ Y2- Trong phân tử M có tổng số hạt p, n, e 224 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện 72 hạt Tổng số hạt p, n, e ion X 3+ ion Y2- 13 hạt Số khối nguyên tử Y lớn số khối nguyên tử X đơn vị Xác định số hạt p, n, e nguyên tử X, Y công thức phân tử M Giải: Gọi ZX, ZY tương ứng số proton X, Y; NX, NY tương ứng số nơtron X, Y Phân tử M tạo nên ion X3+ ion Y2- M có cơng thức phân tử là: X2Y3 - Tổng số hạt p, n, e phân tử M là: 2(2ZX + NX) + 3(2ZY + NY) = 224 (1) - Trong phân tử M, hiệu số hạt mang điện số hạt không mang điện là: (4ZX + 6ZY) – (2NX + 3NY) = 72 (2) 3+ 2- Hiệu số hạt p, n, e ion X ion Y : (2ZY + NY + 2) – (2ZX + NX – 3) = 13 (3) - Hiệu số khối nguyên tử X Y là: (ZY + NY) – (ZX + NX) = (4) Lấy (1) + (2) ta được: 2ZX + 3ZY = 74 (5) Lấy (3) – (4) ta được: ZY - ZX = (6) ⇒ Giải hệ (5) (6) ZX = 13; ZY = 16 NX = 14; NY = 16 Vậy X Al (e = p =13; n =14) Y S (e = p = n = 16) Công thức phân tử M: Al2S3 Câu (HSG VĨNH PHÚC lớp 10 - 2018): Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt loại 60, số hạt mang điện hạt nhân số hạt không mang điện Nguyên tử nguyên tố Y có 11 electron p Nguyên tử nguyên tố Z có lớp electron electron độc thân Viết cấu hình electron nguyên tử X, Y, Z xác định vị trí chúng bảng hệ thống tuần hoàn Tổng số hạt ion Mn+ có 80 Trong hạt nhân M, số hạt không mang điện nhiều số hạt mang điện Xác định tên nguyên tố M viết cấu hình electron Mn+ Giải: Theo ta có: 2ZX + NX = 60 (1); ZX = NX (2) Từ (1) (2) ⇒ ZX = NX = 20 ⇒ X canxi (Ca), cấu hình electron 20Ca: [Ar] 4s2; Vị trí X: chu kỳ 4; nhóm IIA * Cấu hình Y 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s23p5 ⇒ Y Cl; Vị trí Y: chu kỳ 3; nhóm VIIA * Theo giả thiết Z nhơm, cấu hình electron 13Al: [Ne] 2p63s1; Vị trí Z: chu kỳ 3; nhóm IIIA -5- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Theo ta có: 2ZM + NM – n = 80 (1); NM – ZM = (2) Thay (2) vào (1) ta được: 3Z M – n = 76 Do ≤ n ≤ ⇒ 77 ≤ 3ZM ≤ 79 ⇒ 25,67 ≤ ZM ≤ 26,33 → ZM = 26; n = → M sắt (Fe) Cấu hình electron Mn+ (Fe2+): [Ar] 3d6 1s22s22p63s23p63d6 Câu (HSG TRƯỜNG LƯƠNG TÀI - BẮC NINH lớp 10 - 2017): Nguyên tố Bo (B) tự nhiên gồm có hai đồng vị gồm 10B 11B Biết nguyên tử khối trung bình B 10,81 a) Xác định % số nguyên tử đồng vị tự nhiên b) Axit boric (H3BO3) sử dụng làm thuốc sát trùng (thuốc nhỏ mắt, bôi da) Xác định % khối lượng đồng vị 11B có axit boric (biết M H3BO3 = 61,83 gam/mol) Giải: 10 11 a) PP đường chéo: % B 19%; % B 81% b) Giả sử có mol H3BO3, M = 61,83 gam/mol ⇒ nB =1; n11B =0,81 mol Vậy %11B axit H3BO3 là: 0,81*11 *100 = 14,41% 61,83 Câu 10 (HSG HẢI DƯƠNG lớp 10 - 2018): Trong tự nhiên, nguyên tố Clo có đồng vị 35Cl 37 Cl Nguyên tử khối trung bình Clo 35,5 Trong hợp chất HClO x, nguyên tử đồng vị 35Cl chiếm 26,12% khối lượng Xác định công thức phân tử hợp chất HClOx (cho H = 1; O = 16) Giải: 35 37 - PP đường chéo: % Cl = 75%; % Cl = 25% - Chọn số mol HClOx = mol ⇒ nCl =1; n35 Cl =0,75 mol Theo ta có: %m35Cl = 0,75*35 = 0,2612 ⇒ x = CTPT hợp chất là: HClO4 1*(1 + 35,5 + 16x) Câu 11 (HSG HÀ TĨNH lớp 10 - 2014): Hợp chất X có công thức AxB2 (A kim loại B phi kim) Biết nguyên tử B có số nơtron nhiều proton 10, nguyên tử A số electron số nơtron, phân tử AxB2 có tổng số proton 82, phần trăm khối lượng B X 86,957% Xác định A,B Giải: MX = 82*2 + 10*2 = 184 2*MB/184 = 86,957% ⇒ MB = 80 ⇒ B Br gọi X AxBr2 MA*x+ 160 = 184 ⇒ MA*x = 24 ⇒ x = 1, MA = 24 ⇒ A Mg Câu 12 (HSG HÀ TĨNH lớp 10 - 2016): Cho Sb có đồng vị 121Sb 123 Sb, khối lượng nguyên tử trung bình Sb 121,75 Hãy tính thành phần trăm khối lượng 121 Sb Sb2O3 (Cho biết MO = 16) Giải: 121 123 Xét mol Sb gọi số mol Sb Sb a b ta có: a +b =2 a =1,25 1,25*121 →  ⇒ %m121Sb = *100 - 51,89%  121,75*2 +16*3 121a +123b =2*121,7 b =0,75 Câu 13 (30/04/2015 lớp 10 – Đề thức): Một hợp chất A tạo thành từ ion X+ Y2- Trong ion X+ có hạt nhân hai nguyên tố có 10 eletron Trong ion Y 2- có hạt nhân thuộc hai nguyên tố chu kỳ đứng cách ô bảng tuần hoàn Tổng số eletron Y 2- 32 Hãy xác định nguyên tố hợp chất A lập cơng thức hóa học A Giải: + + - Xác định X : X có 10 electron ⇒ nên tổng proton hạt nhân 11 ⇒ Z =2,2 Vậy có nguyên tử H Gọi nguyên tử thứ hai X+ R, cơng thức X+ là: + RH4+: ZR + =11 ⇒ ZR = (N); X+: NH4+ (nhận) -6- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng + R2H3+: 2ZR + =11 ⇒ ZR = loại; + R3H2+: 3ZR + =11 ⇒ ZR = loại - Xác định Y2-: Y2- có 32 eletron nên tổng số hạt proton nguyên tử 30 ⇒ Z =7,5 ⇒ nguyên tử Y2- thuộc chu kỳ Gọi nguyên tử A, B: Z B= ZA + Cơng thức Y2- là: + AB32-: ZA + 3ZB = 30; ZB = ZA + ⇒ ZA = (C); ZB = (O) + A2B22-: 2ZA + 2ZB = 30; ZB = ZA + ⇒ ZA = 6,5; ZB = 8,5 loại + A3B2-: 3ZA+ ZB = 30; ZB = ZA + ⇒ ZA = 7; ZB = loại Hợp chất A có cơng thức (NH4)2CO3 Câu 14 (30/04/2006 lớp 10 – Chuyên Lê Quý Đôn Quảng Trị): X, Y hai phi kim Trong nguyên tử X, Y có số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện 14 16 Hợp chất A có cơng thức XYn, có đặc điểm: + X chiếm 15,0486% khối lượng + Tổng số proton 100 + Tổng số nơtron 106 Xác định số khối tên nguyên tố X, Y Cho biết bốn số lượng tử e cuối X, Y Giải: Gọi PX, NX số proton nơtron X; PY, NY số proton nơtron Y Ta có: PX + nPY = 100 (1) NX + nNY = 106 (2) ⇒ Từ (1) (2): (PX + NX) + n(PY + NY) = 206 AX + nAY = 206 (3) Mặt khác: AX/(AX + nAY) = 15,0486/100 (4) Từ (3), (4): AX = PX + NX = 31 (5) Trong X có: 2PX - NX = 14 (6) 2 Từ (5), (6): PX = 15; NX = 16 ⇒ AX = 31 ⇒ X photpho 15P có cấu hình e là: 1s 2s 2p63s23p3 nên e cuối có bốn số lượng tử là: n = 3, l = 1, m = +1, s = +1/2 Thay PX = 15; NX = 16 vào (1), (2) ta có nPY = 85; nNY = 90 nên: 18PY – 17NY = (7) Mặt khác Y có: 2PY – NY = 16 (8) Từ (7), (8): PY = 17; NY = 18 ⇒ AY = 35 n = Vậy: Y Clo 17Cl có cấu hình e 1s2 2s22p63s23p5, nên e cuối có bốn số lượng tử là: n = 3; l = 1; m = 0, s = -1/2 − Câu 15 (30/04/2006 lớp 10 – Chuyên Tiền Giang): Hợp chất A tạo ion M 2+ XOm Tổng số − hạt electron A 91 ion XOm có 32 electron Biết M có số nơtron nhiều số proton hạt X thuộc chu kỳ có số nơtron số proton Xác định công thức phân tử A Giải: A: M(XOm)2 ZM + 2ZX + 16m = 91 (1) ZX + 8m = 31 (2) Từ (1) (2) ⇒ ZM = 29 Mà NM = 29 + = 35 ⇒AM = 29 + 35 = 64 Vậy M Cu Do X ∈ Chu kỳ 2: ≤ ZX ≤ 10 (3) Từ (2) (3) ⇒ ≤ 31 – 8m ≤ 10 ⇔ ≤ m ≤ ⇒ m = ⇒ ZX = = NX ⇒AX = + = 14 ⇒ X N Vậy CTPT A: Cu(NO3)2 Câu 16 (30/04/2006 lớp 10 – Nguyễn Thượng Hiền): Hợp chất A có cơng thức MX x M chiếm 46,67% khối lượng M kim loại, X phi kim chu kì Trong hạt nhân M có N – Z = X có N’ = Z’ Tổng số proton MXx 58 Xác định công thức phân tử A Giải: -7- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng M = Z + N = N – + N = 2N – Khối lượng nhóm xX = x(Z’ + N’) = 2Z’x %X = 100% - 46,67% = 53,33% N − 46,67 = = 0,875 (1) 2Z ' x 53,33 Z + xZ’ = 58 ⇒ xZ’ = 58 – Z = 58 – (N – 4) = 62 – N (2) 2N − = 0,875 ⇒ N = 30; Z = 30 – = 26 M Fe Thế (2) vào (1): 2(62 − N ) (2) ⇒ Z’ = 62 − 30 = 32 ⇒ x = ; Z’ = 16 phù hợp (X phi kim chu kì 3) X S x x CTPT A: FeS2 Câu 17 (HSG THANH HÓA lớp 11 - 2019): Hai nguyên tố X, Y thuộc nhóm A bảng tuần hồn Ngun tử X có tổng số electron phân lớp p 11, nguyên tử Y có lớp electron có electron lớp ngồi Viết cấu hình electron ngun tử xác định nguyên tố X, Y X, Y nguyên tố thuộc nhóm A chu kì liên tiếp bảng tuần hồn Ngun tử X có 6e lớp ngồi Hợp chất X với hiđro có %mH = 11,1% Xác định nguyên tố X, Y Giải: Cấu hình e X: 1s22s22p63s23p5 (Cl) Cấu hình e Y: 1s22s22p63s23p64s2 (Ca) X thuộc nhóm A có 6e lớp ⇒ Hợp chất X với H có dạng XH2 %m H = ×100 = 11,1 → X = 16 ⇒ X O 2+X Y thuộc nhóm VIA liên tiếp với X chu kì ⇒ Y S Câu 18 (HSG HÀ TĨNH lớp 11 - 2018): Nguyên tử phi kim X, trạng thái bản, có số electron phân lớp p lớp số lớp electron nguyên tử Hãy xác định nguyên tố X viết cơng thức phân tử hợp chất X(có số oxi hóa nhỏ nhất) với hiđro Giải: Các nguyên tố X thỏa mãn gồm: C (2p2): CH4 P (3p3): PH3 Se (4p4): SeH2 I (5p5): HI Câu 19 (HSG TRƯỜNG LƯƠNG TÀI - BẮC NINH lớp 10 - 2017): Tổng số hạt proton, nơtron, electron hai nguyên tử kim loại A B 118 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 34 hạt Số hạt mang điện nguyên tử B nhiều nguyên tử A 28 hạt Xác định tên hai kim loại A, B Giải: Gọi số hạt p, n hai nguyên tử A, B p1, n1 p2, n2 Theo ta có: (2p1 + n1) + (2p2 + n2) = 118 (1) (2p1 + 2p2) – (n1 + n2) = 34 (2) 2p2 – 2p1 = 34 (3) - Từ (1), (2), (3) suy ra: p1 = 12; p2 = 26 Vậy A Mg; B Fe Câu 20 (HSG HÀ TĨNH lớp 10 - 2017): Ion X- có cấu hình electron lớp ngồi 4s24p6 a) Hãy viết cấu hình electron X, xác định số electron độc thân nguyên tử X b) Dựa vào cấu hình electron hãy xác định vị trí X bảng HTTH, giải thích? Giải: a) Nguyên tử X có ion X electron nên X có cấu hình electron: 1s 22s22p63s23p63d104s24p5 Trong ngun tử X có electron độc thân -8- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng b) X thuộc chu kỳ có lớp electron, X thuộc nhóm 7A ngun tố p có electron lớp ngồi Câu 21 (30/04/2017 lớp 10 – Hiệp Đức): Cho nguyên tử nguyên tố X, trạng thái có 17 electron thuộc phân lớp p X có hai đồng vị hai nơtron Trong đồng vị số khối lớn, số hạt không mang điện 23/35 lần hạt mang điện a) Viết cấu hình electron X, suy vị trí X bảng tuần hoàn b) Xác định thành phần cấu tạo hai đồng vị thành phần % theo số nguyên tử đồng vị, biết nguyên tử khối (NTK) trung bình X 79,91 Coi NTK có giá trị số khối Nguyên tử nguyên tố phi kim A có bốn số lượng tử electron cuối thỏa mãn m l + l = n + ms = 1,5 Xác định tên A Giải: a) Vì X có 17 electron thuộc phân lớp p ⇒ cấu hình electron phân lớp p X là: 2p63p64p5 ⇒ cấu hình electron đầy đủ: 1s22s22p63s23p63d104s24p5 ⇒ Vị trí X bảng tuần hồn: số 35, chu kì 4, nhóm VIIA b) Trong đồng vị số khối lớn số hạt mang điện 35.2 = 70 hạt ⇒ số nơtron (hạt không mang điện) (23/35)*70 = 46 hạt ⇒ số nơtron đồng vị số khối nhỏ 44 hạt Vậy thành phần cấu tạo đồng vị X là: Đồng vị số khối nhỏ: 35 electron, 35 proton, 44 nơtron ⇒A = 79 Đồng vị số khối lớn: 35 electron, 35 proton, 46 nơtron ⇒A = 81 Thành phần %: Gọi thành phần % theo số nguyên tử đồng vị nhỏ x% ⇒ thành phần % theo số nguyên tử đồng vị lớn (100 – x)% 79*x +81*(100 - x) ⇒ =79,91 → 54,5% 100 Theo đề: ml + l = n + ms = 1,5 * Trường hợp 1: ms = +1/2 ⇒ n = ⇒ l = 0; ml = ⇒ 1s1 ⇒A hiđro * Trường hợp 2: ms = -1/2 ⇒ n = ⇒ l = 1; ml = -1 ⇒ 2p4 ⇒A oxi * Trường hợp 3: ms = -1/2 ⇒ n = ⇒ l = 0; ml = ⇒ 2s2 ⇒A beri(loại) Vậy A hiđro oxi Câu 22 (30/04/2017 lớp 10 – Nơng Sơn): Trong phân tử MX2 có tổng số hạt p, n, e 164 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 52 hạt Số khối nguyên tử M lớn số khối nguyên tử X Tổng số hạt p,n,e nguyên tử M lớn nguyên tử X hạt a) Dựa cấu hình electron, cho biết vị trí ngun tố bảng hệ thống tuần hoàn b) So sánh (có giải thích) bán kính ngun tử ion X, X2+ Y- Giải: Gọi số p n M X Z, N, Z’, N’ ta có hệ phương trình: (2Z + N) + 2(2Z’ + N’) = 164 (2Z + 4Z’) – (N + 2N’) = 52 (Z + N) – (Z’ + N’) = (2Z + N) – (2Z’ + N’) = Giải hệ phương trình Z = 20, Z’ = 17 a) Cấu hình electron vị trí: Z = 20: 1s22s22p63s23p64s2 → M thuộc ô số 20, chu kỳ 4, nhóm IIA BTH -9- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Z’ = 17: 1s22s22p63s23p5 → X thuộc số 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA BTH b) Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: R Ca + < R Cl − < R Ca - Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron tỉ lệ nghịch với số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử - Bán kính ion Ca2+ nhỏ Cl- có số lớp electron (n = 3), điện tích hạt nhân Ca 2+ (Z = 20) lớn Cl- (Z = 17) Bán kính nguyên tử Ca lớn có số lớp electron lớn (n = 4) Câu 23 (30/04/2017 lớp 10 – Cao Bá Quát Quảng Nam): Ở trạng thái bản, nguyên tử nguyên tố X có lớp electron electron độc thân a) Viết cấu hình electron nguyên tử X? b) Cho biết số lượng tử electron cuối nguyên tử X? Hợp chất A2B có tổng hạt proton 23 Hãy xác định cơng thức hóa học A 2B Biết nguyên tố A, B thuộc chu kỳ nhóm A liên tiếp? Giải: a) Nguyên tử nguyên tố X có lớp e e độc thân nên cấu hình electron nguyên tử X có là: [Ne]3s23p2 (1) [Ne]3s23p4 (2) b) Bộ số lượng tử electron cuối là: (1): n = 3; l = 1; ml = 0; ms = +1/2 (2): n = 3; l =1; ml = -1; ms = -1/2 Ta có: 2ZA + ZB = 23 (1) ⇒ Z = 23/3 = 7,67 ⇒ nguyên tố chu kỳ nhỏ * TH1: ZA > ZB; nguyên tố A, B chu kỳ thuộc nhóm A liên tiếp ⇒ ZA = ZB + (2) Từ (1) (2) ta được: ZA = 8, ZB = Vậy CTHH A2B NO2 * TH2: ZA < ZB ⇒ ZB = ZA + (3) Từ (1) (3) ta được: ZA = 7,3; ZB = 8,4 loại Câu 24 (30/04/2017 lớp 10 – Nguyễn Trãi Quảng Nam): Một hợp chất B vô tạo nên từ cation M3+ anion X- Tổng số hạt (p, n, e) hợp chất B 196, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 60 Số khối nguyên tử X lớn số khối nguyên tử M Tổng số hạt anion X- nhiều tổng số hạt cation M3+ 16 a) Viết cấu hình electron cation M3+ anion X- b) Xác định vị trí M, X bảng tuần hồn Xác định cơng thức hợp chất B c) Cho biết bốn số lượng tử electron cuối nguyên tử M nguyên tử X Giải: a) Theo đề tính ZM =13 ; ZX = 17 M Al, X Cl Cấu hình e M3+: 1s22s22p6 Cấu hình e Cl-: 1s22s22p63s23p6 b) Vị trí Al: chu kì 3, nhóm IIIA, số 13 Vị trí Cl: chu kì 3, nhóm VIIA, số 17 Cơng thức B: AlCl3 c) Bộ số lượng tử Al: n = 3, l = 1, ml = -1, ms = +1/2; Bộ số lượng tử Cl: n = 3, l = 1, ml = 0, ms = -1/2 Câu 25 (30/04/2011 lớp 10 – Lê Quý Đơn Bình Định): Hợp chất A tạo thành từ ion có cấu hình electron lớp ngồi 3s 23p6 Trong phân tử A có tổng số hạt 164 Biết A tác dụng với nguyên tố đơn chất đã có thành phần A theo tỉ lệ 1: tạo thành chất B Xác định công thức phân tử A viết công thức Lewis A B Giải: -10- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim ... biếng Một AO ns lai hóa với AO np, tạo thành hai AO lai hóa sp giống hệt nằm thẳng hàng với nhau, tạo thành góc hai AO lai hóa 1800 Hình 3.1 Lai hóa sp * Lai hóa sp Một AO ns lai hóa với hai AO np,... ba AO lai hóa sp giống hệt Ba AO hướng tới ba đỉnh tam giác đều, tạo thành góc AO lai hóa 1200 Hình 3.2 Lai hóa sp2 * Lai hóa sp3 Một AO ns lai hóa với ba AO np, tạo thành bốn AO lai hóa sp giống... HỌC CỦA PHÂN TỬ CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Một số kiểu lai hóa * Lai hóa sp -14- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành