Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Ôn tập chương 3 - Chân trời sáng tạo

Bài OT3.1 trang 42 SBT Hóa học 10: Ion nào sau đây có cấu hình electron của khí hiếm helium?

A. Mg²⁺

B. O^2-

C. Na⁺

D. Li⁺

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ion Li³⁺ có cấu hình electron của khí hiếm helium.

Bài OT3.2 trang 42 SBT Hóa học 10: Trong sự hình thành phân tử lithium fluoride (LiF), ion lithium và ion fluoride đã lần lượt đạt được cấu hình electron bền của các khí hiếm nào?

A. Helium và neon

B. Helium và argon

C. Neon và argon

D. Cùng là neon

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Li (Z = 3) có 1 electron ở lớp ngoài cùng, có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm helium.

F (Z = 9) có 7 electron ở lớp ngoài cùng, có xu hướng nhận 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm neon.

Bài OT3.3 trang 42 SBT Hóa học 10: Không cần sử dụng hiệu độ âm điện, có bao nhiêu phân tử trong số các phân tử sau có liên kết ion BaCl₂, CS₂, Na₂O và HI?

A. 3

B. 2

C. 4

D. 1

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Phân tử BaCl₂ và Na₂O có sự liên kết giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình nên chúng có liên kết ion.

Bài OT3.4 trang 42 SBT Hóa học 10: Tổng số các phân tử có cực trong số các phân tử sau: Cl₂, O₂, CCl₄, CO₂ và SO₂ là bao nhiêu?

A. 1

B. 2

C. 4

D. 3

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Trong số các phân tử Cl₂, O₂, CCl₄, CO₂ và SO₂, các phân tử Cl₂ và O₂ không hình thành moment lưỡng cực, còn phân tử CCl₄ có dạng tứ diện đều và phân tử CO₂ có dạng đường thẳng nên phân tử CCl₄ và CO₂ có tổng các moment lưỡng cực bằng 0.

Vậy các phân tử Cl₂, O₂, CCl₄, CO₂ đều là các phân tử không cực.

Phân tử SO₂ có dạng góc nên là phân tử có cực.

Bài OT3.5 trang 42 SBT Hóa học 10: Phân tử sodium fluoride (NaF) và magnesium oxide (MgO) có cùng 20 electron và khoảng cách giữa các hạt nhân là tương tự nhau (235 pm và 215 pm). Giải thích tại sao nhiệt độ nóng chảy của NaF và MgO lại chênh lệch nhiều (992^oC so với 2642^oC).

Lời giải:

Phân tử NaF và MgO có cùng 20 electron và khoảng cách giữa các hạt nhân là tương tự nhau (235pm và 215pm), tuy nhiên nhiệt độ nóng chảy của MgO cao hơn nhiều so với NaF, đó là do các ion magnesium và oxide mang điện tích lần lượt là +2 và -2 nên có lực hút tĩnh điện mạnh hơn nhiều so với các ion sodium và fluoride chỉ mang điện tích lần lượt là +1 và -1.

Bài OT3.6 trang 42 SBT Hóa học 10: Lithium fluoride (LiF) và sodium chloride (NaCl) đều là các hợp chất ion. Dự đoán nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của chất nào cao hơn. Giải thích.

Lời giải:

Lực hút tĩnh điện mạnh giữa các ion âm và ion dương làm cho LiF và NaCl đều có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao. Do các ion lithium và sodium đều mang điện tích +1, các ion fluoride và chloride đều mang điện tích -1 nên lực hút tĩnh điện ở đây phụ thuộc vào khoảng cách ion giữa các phân tử. Nếu các ion càng nhỏ, chúng càng gần nhau hơn dẫn đến lực hút tĩnh điện lớn hơn.

Do kích thước của ion Na⁺ lớn hơn ion Li⁺, kích thước ion Cl^- lớn hơn ion F^- nên lực hút tĩnh điện giữa các ion trong phân tử LiF lớn hơn trong phân tử NaCl làm nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của LiF cao hơn NaCl.

Bảng số liệu tham khảo:

Bài OT3.7 trang 42 SBT Hóa học 10: Sodium peroxide (Na₂O₂) là một chất rắn màu vàng, thu được khi đốt sodium trong khí oxygen dư. Sodium peroxide được dùng để tẩy trắng gỗ, bột giấy, … Nêu rõ bản chất hóa học giữa các nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) trong phân tử Na₂O₂.

Lời giải:

Công thức của Na₂O₂:

Trong phân tử Na₂O₂, liên kết giữa hai nguyên tử oxygen là liên kết cộng hóa trị không phân cực. Ngoài ra, mỗi nguyên tử sodium nhường 1 electron cho mỗi nguyên tử oxygen, hình thành nên các ion  và Na⁺, những ion này hút nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo nên phân tử Na₂O₂.

$O_2^{2-}$ + 2Na⁺ → 2Na₂O₂.

Bài OT3.8 trang 42 SBT Hóa học 10: Liên kết hydrogen có phải là sự xen phủ giữa các orbital? Giải thích và cho ví dụ minh họa.

Lời giải:

Liên kết hydrogen không phải là sự xen phủ giữa các AO, mà chỉ là lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử hydrogen mang một phần điện tích dương đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn (thường là N, O, F) với một nguyên tử có độ âm điện lớn khác (thường là N, O, F).

Ví dụ liên kết hydrogen giữa các phân tử nước:

Bài OT3.9 trang 43 SBT Hóa học 10: Năng lượng liên kết và độ dài liên kết của C – C, C = C, và C ≡ C trong các phân tử C₂H₆, C₂H₄, và C₂H₂ được cho bởi bảng sau:

a. Nêu mối quan hệ giữa chiều dài liên kết và năng lượng liên kết giữa các nguyên tử carbon trong các hydrocarbon đã cho.

b. Giải thích vì sao giá trị năng lượng liên kết tăng theo thứ tự C – C, C = C, C ≡ C.

Lời giải:

a) Chiều dài liên kết tỉ lệ nghịch với năng lượng liên kết giữa các nguyên tử carbon trong các hydrocarbon đã cho.

b) Giá trị năng lượng liên kết tăng theo thứ tự C – C, C = C, C ≡ C do độ bền liên kết tăng theo thứ tự C – C, C = C, C ≡ C.

Bài OT3.10 trang 43 SBT Hóa học 10: Ethane (C₂H₆) và fluoromethane (CH₃F) có kích thước tương đương nhau và đều có 18 electron. Như vậy khả năng hình thành các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng ở cả hai phân tử là như nhau dẫn đến nhiệt độ sôi của chúng phải tương tự nhau. Tuy nhiên, C₂H₆ có nhiệt độ sôi là – 89,0^oC thấp hơn so với CH₃F là – 78,3^oC. Giải thích.

Lời giải:

Ethane (C₂H₆) và fluoromethane (CH₃F) có kích thước tương đương nhau và đều có 18 electron. Như vậy, tương tác van der Waals giữa các phân tử trong hợp chất tương tự nhau dẫn đến nhiệt độ sôi của chúng lẽ ra phải tương tự nhau.

Tuy nhiên, C₂H₆ là phân tử không phân cực còn CH₃F là phân tử phân cực nên độ sôi của CH₃F cao hơn C₂H₆ khoảng hơn 10^o.