Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu bồi dưỡng hsg hoa thpt ..........................................................................................................................................................................................................................................
Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng MỤC LỤC CHĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI .4 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .13 CHĐỀ 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ 16 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 16 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 18 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .24 CHĐỀ 3: CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ 26 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 26 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 27 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .32 CHĐỀ 4: HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HĨA HỌC 34 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 34 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 36 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .42 CHĐỀ 5: PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ VÀ CÁC Q TRÌNH ĐIỆN HÓA 46 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 46 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 48 2.1 Phản ứng oxi hóa – khử 48 2.2 Các q trình điện hóa 50 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .61 CHĐỀ 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC 65 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 65 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 67 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .77 CHĐỀ 7: pH CỦA CÁC DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI 82 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 82 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 86 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .99 CHĐỀ 8: ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA 101 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 101 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 102 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN .116 -1- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 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 u -31 9,1.10 5,5.10-4 -27 1,673.10 -27 1,675.10 Điện tích -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: la� k� hie� u nguye� n to� ho� a ho� c A � i � * Kí hiệu nguyên tử: Z X v� hie� u nguye� n t� � ; A =Z +N �Z: so� N * Thông thường, với 82 nguyên tố đầu hệ thống tuần hoàn (Z ≤ 82) � �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 nguyên tử kh� i l� � ng c� a nguy� n t�12C � - Đơn vị khối lượng nguyên tử: u 1u = �1,6.1027 kg 12 - Do nguyên tố tự nhiên hỗn hợp nhiều đồng vị Vì nguyên tử khối nguyên tố bảng tuần hồn ngun tử khối trug bình đồng vị Cơng thức tính sau: i (nguy� n t�kh� i) c� a c� c� � ng v� aX +bY +cZ - X, Y , Z l�s�kh� A= 100 - a, b, c l�% t� � ng � ng c� a m� i� � ng v�trong t�nhi� n Giá trị 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) - 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: -2- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng + 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 � ng v� i AO 1s � l =0 � m =0 � ng v� i AO 2s � + n =2 � � l =1 � m =-1, 0, +1 � ng v� i AO 2p: � � l =0 � m =0 � ng v� i AO 3s � � l =1 � m =-1, 0, +1 � ng v� i AO 3p: + n =3 � � � l =2 � m =-2, -1, 0, +1, +2 � ng v� i AO 3d: � Cấu hình electron nguyên tử a Quy luật phân bố electron nguyên tử * Nguyên lí loại trừ Pauli: Trong nguyên tử khơng thể 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 ô 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 ngồi chưa bảo hịa) + Nhóm A: thuộc nguyên tố s, p + Nhóm B: thuộc nguyên tố d, f 6.2 Quy luật biến thiên tuần hồn tính chất ngun tố a Bán kính nguyên tử Sự biến đổi bán kính nguyên tử điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ: bán kính giảm + Trong nhóm A: bán kính tăng b Năng lượng ion hóa -3- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng - 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 nguyên 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 Nguyên tử dễ electron tính kim loại ngun tố mạnh - Tính phi kim tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ thu electron để trở thành ion âm Nguyên tử dễ thu electron tính phi kim ngun 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 CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2014): Cho X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn 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): Nguyên tử X có cấu hình electron lớp ngồi 3s x, ngun tử Y có cấu hình electron lớp ngồi 4s 24py Tổng số electron lớp nguyên tử Viết cấu hình electron nguyên 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 PHÒNG lớp 11 - 2016): Chất X tạo từ nguyên tố A, B, C có công thức phân tử ABC Tổng số hạt phân tử X 82, số hạt mạng điện nhiều số hạt không mạng 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 -4- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 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 nguyên tố lại Xác định công 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 cơng 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 ngun 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 = p'b � 15p’b = 84 +2a (1), (2) � 84 2a 15 -5- (3) Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng (2) � p’b = 84 – ap � p = (1176 - 2a)/15a; (3) �1 a a = b = p’ = 6: cacbon Vậy CTPT Z Fe3C Vậy a = 3, p = 26 (Fe) phù hợp 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 cơng 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 �2 + 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 không 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 hồn 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 -6- 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 cơng 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% � 121a +123b =2*121,7 b =0,75 121,75*2 +16*3 � � 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 bảng tuần hồn Tổng số eletron Y 2- 32 Hãy xác định nguyên tố hợp chất A lập công 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) -7- Tài liệu ôn 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 + Công 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 không 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: -8- Tài liệu ôn 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 nguyên 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 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 ngồi � 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 công 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: -9- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng a) Ngun tử X có ion X - electron nên X có cấu hình electron: 1s 22s22p63s23p63d104s24p5 Trong ngun tử X có electron độc thân b) X thuộc chu kỳ có lớp electron, X thuộc nhóm 7A ngun tố p có electron lớp 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 hồn 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’) = -10- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng �� � H +OH ; Kw = 10-14 H2O �� � Vì Kb1 > Kb3 > Kb2 nên cân phân li OH- chủ yếu cân (1): �� � HS + OH S2 +H2O �� � b� 0,034 0,034 [] 0,034 - x 0,034 +x x (5) x(0,034 +x) � K b1 = =101,08 � x =[OH ] =0,02M � � � 0,034 - x � � pOH =1,7 � pH =12,3 � Câu (HSG QUẢNG BÌNH 12 – 2014): Tính độ tan PbI2: a) Trong nước nguyên chất; 7,86 b) Trong dung dịch KI 0,1M Biết TPbI2 10 Giải: a) �� � Pb2 +2I PbI 2(tt) �� � [] s 2s � s=3 � T =[Pb2 ][I ]2 =s(2s)2 =107,86 107,86 =1,51.103M b) �� � Pb2 +2I PbI 2(tt) �� � � T =[Pb2 ][I ]2 =s(2s +0,1)2 =107,86 [] s 2s +0,1 Giả sử S TAg2S =6,3.1050 � tạo kết tủa Ag2S Câu 12 (TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LỚP 10 – 2017): 2 a) Tính độ điện ly ion CO3 dung dịch Na2CO3 có pH = 11,6 (dung dịch A) b) Thêm 10ml dung dịch HCl 0,16M vào 10ml dung dịch A Tính pH dung dịch thu c) Có tượng xảy thêm ml dung dịch bão hòa CaSO4 vào ml dung dịch A? �� � HCO3 +H ; Cho: CO2 +H2O �� � Ka1 = 10-6,35 �� � CO32 +H ; Ka2 = 10-10,33 HCO3 �� � Độ tan CO2 nước 3.10-2M Tích số tan CaSO4 = 10-5,04, CaCO3 = 10-8,35 (các phản ứng khác coi xảy không đáng kể) 2 Thêm dung dịch chứa ion Ag+ vào dung dịch hỗn hợp Cl (0,1M) CrO4 (0,01M) a) Hỏi kết tủa AgCl hay kết tủa Ag2CrO4 xuất trước? b) Tính nồng độ ion Cl kết tủa màu nâu Ag2CrO4 bắt đầu xuất 9,75 11,95 Cho: TAgCl =10 ; TAg2CrO4 =10 Giải: 1a) �� � HCO3 +OH ; CO32 +H2O �� � Kb1 = 10-3,67 (1) �� � H2CO3 +OH ; HCO3 +H2O �� � Kb2 = 10-7,65 (2) �� � H +OH ; KW (3) H2O �� � Kb1 >> Kb2 >> KW xảy cân (1) chủ yếu Từ pH = 11,6 pOH = 2,4 [OH-] = 10-2,4M �� � HCO3 + OH CO32 + H2O �� � b� C 0 [] C - 102,4 � = 102,4 102,4 � (102,4 )2 K b1 = =103,67 � � � C - 102,4 � � C =0,078M � 102,4 *100 =5,1% 0,078 1b) CHCl =(0,16/2) =0,08M; CNa2CO3 =(0,078/2) =0,039M -108- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CO32 + 2H � CO2 +H2O b� 0,039 Sau p� 0,08 0,02 0,039 CCO2 >L CO2 � Trong nước chứa nồng độ CO2 độ tan: CO2 + H2O �� � �� � HCO3 b� 3.102 + H 2.103 [] 3.102 - x � 2.103 +x x(2.103 +x) =106,35 2 3.10 - x � x =6,7.106 > Kb2 nên bỏ qua cân (2); CCO32 K b1 �C NH3 K b K w nên bỏ qua cân (4) Tính pH 2 dung dịch A từ cân (1) (3) Chọn mức không CO3 NH3 Điều kiện proton: [OH ] =[HCO3 ] +[NH4 ] - 0,160 2 Từ [CO3 ] +[HCO3 ] =CCO23 v�K b1 = Từ (a) [OH ][HCO3 ] K b1 � [HCO3 ] =CCO2 2 [CO3 ] [OH ] +K b1 [NH3] +[NH4 ] =(CNH3 +CNH ) v�K b = � [NH4 ] =(CNH3 +CNH ) � [OH ] =0,080 �� [OH ] [OH ][NH4 ] [NH3] Kb [OH ] +K b (c) Thay (c) (b) vào (a) � [OH ] =CCO23 (b) K b1 Kb +(CNH3 +CNH ) - 0,160 [OH ] +K b1 [OH ] +K b 103,67 104,76 + (0,160 + 0,160) - 0,160 [OH ] +103,67 [OH ] +104,67 4,226.105M pH 9,63 2 Dung dịch B: NH3: 0,160M; CO : 0,080M - Xét cân sau: �� � HCO3 +OH ; CO32 +H2O �� � Kb1 = 10-3,67 (1) �� � H2CO3 +OH ; HCO3 +H2O �� � Kb2 = 10-7,65 (2) �� � NH4 +OH ; NH3 +H2O �� � Kb = 10-4,76 (3) �� � H +OH ; H2O �� � KW = 10-14 (4) Kb1 >> Kb2 nên bỏ qua cân (2); CCO32 K b1 �C NH3 K b K w nên bỏ qua cân (4) Tính pH 2 dung dịch B từ cân (1) (3) Chọn mức không CO3 NH3 Điều kiện proton: [OH ] =[HCO3 ] +[NH4 ] (a’) 2 Từ [CO3 ] +[HCO3 ] =CCO23 v�K b1 = Từ [NH3] +[NH4 ] =CNH3 v�K b = [OH ][HCO3 ] K b1 � [HCO3 ] =CCO2 2 [CO3 ] [OH ] +K b1 [OH ][NH4 ] Kb � [NH4 ] =CNH3 [NH3] [OH ] +K b -110- (b’) (c’) Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Thay (c’) (b’) vào (a’) � [OH ] =CCO23 � [OH ] =0,080 �� [OH ] K b1 Kb +CNH3 [OH ] +K b1 [OH ] +K b 103,67 104,76 + 0,160 [OH ] +103,67 [OH ] +104,67 4,376.103M pH 11,64 Trộn dung dịch A với dung dịch C: [NH4 ]: 0,080M; NH3: 0,080M; CO32 : 0,040M; Mg2 : 0,005M; Ca2 : 0,005M Ngay trộn: [OH ] =0,040 �[OH ] 5 103,67 104,76 + (0,080 + 0,080) - 0,080 [OH ] +103,67 [OH ] +104,67 2 4,224.10 M [CO ] =CCO2 [OH ] =6,60.103M [OH ] +K b1 * Xét kết tủa hidroxit: Vì pK s(Mg(OH)2 ) =11 >pK s(Ca(OH)2 ) =5,3 � xét kết tủa Mg(OH)2 trước 5 12 11 Vì CMg2 COH =0,005*(4,224.10 ) =8,921.10 pK s(MgCO3 ) =5,00 � nên xét kết tủa CaCO3 trước 3 5 8,35 � có kết tủa CaCO3 Vì CCa2 CCO32 =0,005*6,60.10 =3,3.10 >K s(CaCO3 ) =10 Sau CaCO3 kết tủa: Ca2 + CO32 b� 0,005 Sau p� � CaCO3 6,6.103 1,6.103 8,35 2 Vì K s(CaCO3 ) =10 nhỏ nên trình phân li CO3 từ CaCO3 khơng đáng kể sau kết tủa 3 CaCO3, CCO23 =1,6.10 M 3 6 Ta có: CMg2 CCO32 =0,005*1,6.10 =8.10 > Kb1 ta xét proton hoá nấc CO3 �� � HCO3 + OH CO32 + H2O �� � [] C0 - x x x � K b2 = x2 (1) C0 - x C0(Na2CO3 ) =1,7/106 =0,016 mol ; thay vào (1) ta có: x2 =2,14.104 � x =1,75.103M � pH =11,3 C0 - x b) Sau trộn dung dịch A với dung dịch B ta có: C0(Na2CO3 ) =1,7/(2*106) =0,008 mol/L; C0(CaCl2 ) =1,78/(2*111) =0,008 mol/L � [Ca2 ][OH ]2 =(104 )2 *8.103 =8.1011 3,31.109 Vậy có kết tủa CaCO3 xuất Câu 16 (30/04/2006 lớp 11 – Cao Lãnh Đồng Tháp): a) Trộn 100 mL dung dịch BaSO4 bão hịa (khơng chứa chất rắn BaSO4) với 100 mL dung dịch 5 10 CaCl2 0,01M Hỏi có phản ứng tạo kết tủa CaSO4 khơng? Biết: TCaSO4 =6,1.10 ; TBaSO4 =1,1.10 b) Tính nồng độ Zn2+ pH dung dịch tạo thành cho 0,1 mol ZnS (r) vào dung dịch HCl 23 7 13 0,1M Biết: TZnS =1,2.10 ; K a1(H2S) =10 ; K a2(H2S) =10 Giải: a) �� � Ba2 + SO24 BaSO4(tt) �� � s s 2 2 10 � �TBaSO4 =[Ba ][SO4 ] =s =1,1.10 � � � [Ba2 ] =[SO24 ] =s = 1,1.1010 =1,05.105M � � Sau trộn nồng độ giảm ½: 0,01 1,05.105 � [Ca ][SO ] = * =2,63.108 > Kb2 nên cân (1) định pH dung dịch: (2) �� � HS +OH S2 + H2O �� � [] 0,01 - x x x � K= x2 =101,1 0,01 - x � x =[OH ] =9,94.103 � pH =11,95 b) Pb2 b� Sau p� 0,09 0,08 Pb2 b� Sau p� Pb2 b� Sau p� 0,03 + S2 � PbS �; K s1 =1026 0,01 + SO24 � PbSO4 �; 0,08 0,03 K s1 =107,8 0,05 + 2I � PbI �; K s1 =107,6 0,06 Thành phần hỗn hợp A: PbS, PbSO4, PbI2; dung dịch B: K+: 0,06M; Na+: 0,12M; NO3 : 0,09M; 2 2 2 ngồi cịn có ion Pb ; SO4 ; S kết tủa tan Độ tan của: PbI 2: s = 107,6 /4 =102,7; PbSO4: s = 107,8 =103,9; PbS: s = 1026 =1013 Bởi độ tan PbI2 lớn nên cân chủ yếu dung dịch cân tan PbI2 �� � Pb2 +2I 2 � [Pb2 ] =102,7 =2.103M; [I 2 ] =2*102,7 =4.103M PbI 2(tt) �� � -114- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng 107,8 1026 5,8 2 2 � [SO ] = =5.10 M
