Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Bài 11: Liên kết cộng hóa trị - Cánh diều

Bài 11.1 trang 30 SBT Hóa học 10: Trong nguyên tử C, những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết cộng hoá trị thuộc phân lớp nào sau đây?

A. 1s.

B. 2s.

C. 2s, 2p.

D. ls, 2s, 2p.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cấu hình electron của carbon (C): 1s²2s²2p².

Trong nguyên tử C, electron có khả năng tham gia hình thành liên kết cộng hóa trị là các electron ở lớp ngoài cùng hay là các electron ở phân lớp 2s; 2p.

Bài 11.2 trang 30 SBT Hóa học 10:Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Các nguyên tử liên kết với nhau theo xu hướng tạo hệ bền vững hơn.

B. Các nguyên tử liên kết với nhau theo xu hướng tạo hệ có năng lượng thấp hơn.

C. Các nguyên tử liên kết với nhau theo xu hướng tạo lớp vỏ electron được octet.

D. Các nguyên tử liên kết với nhau theo xu hướng tạo hệ có năng lượng cao hơn.

E. Các nguyên tử nguyên tố phi kim chỉ liên kết với các nguyên tử nguyên tố kim loại.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D và E

Phát biểu D sai vì các nguyên tử liên kết với nhau theo xu hướng tạo hệ có năng lượng thấp hơn.

Phát biểu E sai vì các nguyên tử nguyên tố phi kim có thể liên kết với các nguyên tử nguyên tố kim loại hoặc nguyên tử nguyên tố phi kim.

Bài 11.3 trang 30 SBT Hóa học 10: Liên kết cộng hoá trị thường được hình thành giữa

A. các nguyên tử nguyên tố kim loại với nhau.

B. các nguyên tử nguyên tố phi kim với nhau.

C. các nguyên tử nguyên tố kim loại với các nguyên tử nguyên tố phi kim.

D. các nguyên tử khí hiếm với nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Liên kết cộng hoá trị thường được hình thành giữa các nguyên tử nguyên tố phi kim với nhau.

Bài 11.4 trang 30 SBT Hóa học 10: Số lượng cặp electron dùng chung trong các phân tử H₂, O₂, N₂, F₂ lần lượt là:

A. 1, 2, 3, 4.

B. 1, 2, 3, 1.

C. 2, 2, 2, 2.

D. 1, 2, 2, 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

+ Nguyên tử H có 1 electron ở lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử H có xu hướng góp chung 1 electron để tạo thành phân tử H₂. Công thức cấu tạo: H – H.

+ Nguyên tử O có 6 electron ở lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử O có xu hướng góp chung 2 electron để tạo thành phân tử O₂. Công thức cấu tạo: O = O.

+ Nguyên tử N có 5 electron ở lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử N có xu hướng góp chung 3 electron để tạo thành phân tử N₂. Công thức cấu tạo: N ≡ N.

+ Nguyên tử F có 7 electron ở lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử F có xu hướng góp chung 1 electron để tạo thành phân tử F₂. Công thức cấu tạo: F – F.

Số lượng cặp electron dùng chung trong các phân tử H₂, O₂, N₂, F₂ lần lượt là: 1, 2, 3, 1.

Bài 11.5 trang 30 SBT Hóa học 10: Trong phân tử HF, số cặp electron dùng chung và cặp electron hoá trị riêng của nguyên tử F lần lượt là:

A. 1 và 3.

B. 2 và 2.

C. 3 và 1.

D.1 và 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Công thức Lewis của HF là:

Vậy số cặp electron dùng chung là 1; cặp electron hóa trị riêng của F là 3.

Bài 11.6 trang 30 SBT Hóa học 10: Cho công thức Lewis của các phân tử sau:

Số phân tử mà nguyên tử trung tâm không thỏa mãn quy tắc octet là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phân tử BCl₃ và BeH₂ có nguyên tử trung tâm không thỏa mãn quy tắc octet.

Ở BCl₃, nguyên tử B mới có 6 electron ở lớp ngoài cùng.

Ở BeH₂, nguyên tử Be mới có 4 electron ở lớp ngoài cùng.

Bài 11.7 trang 31 SBT Hóa học 10:Công thức nào sau đây ứng với công thức Lewis của phân tử PCl₃?

A. Công thức (1).

B. Công thức (2).

C. Công thức (3).

D. Công thức (4).

E. Công thức (2) và (4).

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Công thức (1) và (3) sai vì mỗi Cl chỉ góp chung 1 electron.

Công thức (4) sai vì P bị thiếu một cặp electron riêng.

Bài 11.8 trang 31 SBT Hóa học 10: Dựa vào hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tố, cho biết liên kết trong phân tử nào sau đây là phân cực nhất.

A. HF.

B. HCI.

C. HBr.

D. HI.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

H có độ âm điện là 2,2.

Từ F đến I độ âm điện giảm dần, nên hiệu độ âm điện giữa H và F là lớn nhất, liên kết trong phân tử HF là phân cực nhất.

Bài 11.9 trang 31 SBT Hóa học 10: Hãy điền từ/ công thức thích hợp vào chỗ trống trong đoạn thông tin sau:

Trong số các hợp chất: Cl₂, H₂O, O₂, CsF, NaF, SO₂, có ...(1)... chất ion và ...(2)... chất cộng hoá trị. Trong điều kiện thường, ...(3)... hợp chất tồn tại thể rắn là ...(4)... và ...(5)...; ...(6)… hợp chất tồn tại ở thể lỏng là ...(7)..., còn lại là các chất khí. Chất có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao nhất là ...(8)... Trong số các chất cộng hoá trị, ...(9)..., ...(10)... là các chất cộng hoá trị phân cực; ...(11)... và ...(12)... là các chất cộng hoá trị không phân cực.

Lời giải:

Trong số các hợp chất: Cl₂, H₂O, O₂, CsF, NaF, SO₂, có (1) hai chất ion và (2) bốn chất cộng hoá trị. Trong điều kiện thường, (3) hai hợp chất tồn tại thể rắn là (4) CsF và (5) NaF; (6) một hợp chất tồn tại ở thể lỏng là (7) H₂O, còn lại là các chất khí. Chất có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao nhất là (8) NaF. Trong số các chất cộng hoá trị, (9) H₂O, (10) SO₂ là các chất cộng hoá trị phân cực; (11) Cl₂ và (12) O₂ là các chất cộng hoá trị không phân cực.

Bài 11.10 trang 31 SBT Hóa học 10: Dựa vào hiệu độ âm điện, hãy nối các liên kết hình thành giữa các nguyên tử cột A với loại liên kết tương ứng ở cột B.

Lời giải:

+ a nối với 3, giải thích:

Do liên kết giữa Sr và F là liên kết giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình nên là liên kết ion.

+ b nối với 2, giải thích:

Hiệu độ âm điện là 3,16 – 3,04 = 0,02 < 0,4 nên liên kết giữa N và Cl là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

+ c nối với 1, giải thích:

Hiệu độ âm điện là 3,44 – 3,04 = 0,4 nên liên kết giữa N và O là liên kết cộng hoá trị phân cực.

Bài 11.11 trang 31 SBT Hóa học 10:Khi tham gia hình thành liên kết trong các phân tử HF, F₂; orbital tham gia xen phủ tạo liên kết của nguyên tử F thuộc về phân lớp nào, có hình dạng gì?

A. Phân lớp 2s, hình cầu.

B. Phân lớp 2s, hình số tám nổi.

C. Phân lớp 2p, hình số tám nổi.

D. Phân lớp 2p, hình cánh hoa.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cấu hình electron của F: 1s²2s²2p⁵.

Khi tham gia hình thành liên kết trong các phân tử HF, F₂; orbital tham gia xen phủ tạo liên kết của nguyên tử F thuộc về phân lớp 2p.

AO p có dạng số tám nổi.

Bài 11.12 trang 31 SBT Hóa học 10:Số orbital của cả hai nguyên tử N tham gia xen phủ tạo liên kết trong phân tử N₂ là

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Mỗi nguyên tử sử dụng 3AO 2p, mỗi AO chứa 1 electron độc thân để tham gia xen phủ tạo thành 3 liên kết.

Số orbital của cả hai nguyên tử N tham gia xen phủ tạo liên kết trong phân tử N₂ là 6.

Bài 11.13 trang 31 SBT Hóa học 10: Liên kết trong phân tử nào dưới đây không được hình thành do sự xen phủ giữa các orbital cùng loại (ví dụ cùng là orbital s, hoặc cùng là orbital p)?

A. Cl₂.

B. H₂.

C. NH₃.

D. Br₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Liên kết trong phân tử NH₃ được hình thành do AO s (của H) xen phủ với AO p (của N).

Bài 11.14 trang 32 SBT Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Chỉ có các AO có hình dạng giống nhau mới xen phủ với nhau để tạo liên kết.

B. Khi hình thành liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử, luôn có một liên kết σ.

C. Liên kết σ bền vững hơn liên kết π.

D. Có hai kiểu xen phủ hình thành liên kết là xen phủ trục và xen phủ bên.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

A không đúng do vẫn có thể có AO s xen phủ với AO p.

Bài 11.15 trang 32 SBT Hóa học 10: Số lượng electron tham gia hình thành liên kết đơn, đôi và ba lần lượt là:

A. 1, 2 và 3.

B. 2, 4 và 6.

C. 1, 3 và 5.

D. 2, 3 và 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Mỗi liên kết được hình thành do sự dùng chung 1 cặp (tức 2 electron). Vậy:

+ Liên kết đơn được hình thành từ 2 electron.

+ Liên kết đôi được hình thành từ 4 electron.

+ Liên kết ba được hình thành từ 6 electron.

Bài 11.16 trang 32 SBT Hóa học 10: Ghép mỗi nguyên tử hoặc phân tử sau với một hoặc các đặc điểm tương ứng của nó: N₂, Ar, CO, H₂.

(1) Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

(2) Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị phân cực.

(3) Các nguyên tử trong phân tử đều tuân theo quy tắc octet.

(4) Là khí trơ.

(5) Có hai cặp electron hoá trị riêng.

(6) Liên kết trong phân tử là liên kết đơn.

Lời giải:

- N₂, công thức Liwis:

Các nhận định thỏa mãn:

(1) Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

(3) Các nguyên tử trong phân tử đều tuân theo quy tắc octet.

(5) Có hai cặp electron hoá trị riêng.

- Ar, nhận định thỏa mãn:

(4) Là khí trơ.

- CO, công thức Lewis:

Các nhận định thỏa mãn:

(2) Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị phân cực.

(3) Các nguyên tử trong phân tử đều tuân theo quy tắc octet.

(5) Có hai cặp electron hoá trị riêng.

- H₂, công thức cấu tạo: H – H, các nhận định thỏa mãn:

(1) Liên kết trong phân tử là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

(6) Liên kết trong phân tử là liên kết đơn.

Bài 11.17 trang 32 SBT Hóa học 10: Xét phân tử H₂O, những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Liên kết H – O là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

B. Liên kết H – O là liên kết cộng hoá trị phân cực.

C. Cặp electron dùng chung trong liên kết H – O lệch về phía nguyên tử O.

D. Cặp electron dùng chung trong liên kết H – O lệch về phía nguyên tử H.

E. Cặp electron dùng chung trong liên kết H – O phân bố đều giữa hai nguyên tử.

G. Nguyên tử O còn hai cặp electron hoá trị riêng.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B, C, G.

- Liên kết H – O trong phân tử nước là liên kết cộng hóa trị phân cực, cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện cao hơn là O.

- Công thức Lewis của H₂O là:

Vậy nguyên tử O còn hai cặp electron hóa trị riêng.

Bài 11.18 trang 32 SBT Hóa học 10:Xét phân tử CO₂, những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Liên kết giữa hai nguyên tử C và O là liên kết cộng hoá trị không phân cực.

B. Liên kết giữa hai nguyên tử C và O là liên kết cộng hoá trị phân cực.

C. Phân tử CO₂ có 4 electron hoá trị riêng.

D. Phân tử CO₂ có 4 cặp electron hoá trị riêng.

E. Trong phân tử CO₂ có 3 liên kết σ và 1 liên kết π.

G. Trong phân tử CO₂ có 2 liên kết σ và 2 liên kết π.

H. Trong phân tử CO₂ có 1 liên kết σ và 3 liên kết π.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A, C, E, H.

Công thức Lewis của CO₂ là:

Phát biểu A sai do liên kết giữa hai nguyên tử C và O là liên kết cộng hoá trị phân cực.

Phát biểu C sai vì phân tử CO₂ có 4 cặp electron hoá trị riêng.

Phát biểu E, H sai vì trong phân tử CO₂ có 2 liên kết σ và 2 liên kết π.

Bài 11.19 trang 33 SBT Hóa học 10:Cho biết hóa trị của một nguyên tố trong phân tử bằng tổng số liên kết σ và π mà nguyên tử nguyên tố đó tạo thành khi liên kết với các nguyên tử xung quanh. Hóa trị của N trong NH₄⁺ là

A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Công thức cấu tạo của NH₄⁺ là:

Hóa trị của N trong NH₄⁺ là 4.

Bài 11.20 trang 33 SBT Hóa học 10: Cho biết năng lượng liên kết H – I và H – Br lần lượt là 297 kJ mol^-1 và 364 kJ mol^-1. Những phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Khi đun nóng, HI bị phân hủy (thành H₂ và I₂) ở nhiệt độ thấp hơn so với HBr (thành H₂ và Br₂).

B. Liên kết H – Br là bền vững hơn so với liên kết H – I.

C. Khi đun nóng, HI bị phân hủy (thành H₂ và I₂) ở nhiệt độ cao hơn so với HBr (thành H₂ và Br₂).

D. Liên kết H – I là bền vững hơn so với liên kết H – Br.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C và D.

Chú ý: Năng lượng liên kết càng thấp, liên kết càng kém bền và càng dễ bị phá vỡ.

Bài 11.21 trang 33 SBT Hóa học 10: Cho biết năng lượng liên kết H – H là 436 kJ mol^-1. Hãy tính năng lượng cần thiết (theo eV) để phá vỡ liên kết trong một phân tử H₂, cho biết 1 eV = 1,602 × 10^-19 J.

Lời giải:

1 mol H₂ chứa 6,02 × 10²³ phân tử H₂.

436 kJ = 436 × 10³ J.

Năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết trong một phân tử H₂ là:

$\mathrm{E}=\frac{436\times {10}^3}{6,02\times {10}^{23}}=7,24\times {10}^{-19}\mathrm{J}$

Năng lượng cần thiết (theo eV) để phá vỡ liên kết trong một phân tử H₂ là:

$\frac{7,24\times {10}^{-19}}{1,602\times {10}^{-19}}=4,52\left(\mathrm{eV}\right)$

Bài 11.22 trang 33 SBT Hóa học 10: Thiết lập công thức Lewis cho các phân tử H₂O, NH₃ và CH₄. Mỗi phân tử này có bao nhiêu cặp electron hóa trị riêng?

Lời giải:

Công thức Lewis của các phân tử H₂O, NH₃ và CH₄:

Số cặp electron riêng của H₂O, NH₃ và CH₄ lần lượt là: 2, 1 và 0.

Bài 11.23 trang 33 SBT Hóa học 10:Sử dụng bảng năng lượng của một số liên kết ở điều kiện chuẩn (Phụ lục 2, SGK Hóa học 10, Cánh Diều):

a) Tính tổng năng lượng liên kết trong mỗi phân tử H₂S và H₂O.

b) Nhiệt độ bắt đầu phân hủy thành nguyên tử hai chất trên là 400^oC và 1 000^oC. Theo em, nhiệt độ phân hủy của chất nào cao hơn? Vì sao?

Lời giải:

a) Tổng năng lượng liên kết là 2E_{H – X} với X là S, O.

Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H₂S là: 2 × 368 = 736 (kJ mol^-1)

Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H₂O là: 2 × 464 = 928 (kJ mol^-1)

b) Nhiệt độ bắt đầu phân hủy của H₂O cao hơn do liên kết H – O bền hơn liên kết H – S.

Bài 11.24 trang 33 SBT Hóa học 10: Các phân tử như F₂, N₂ khi phản ứng với H₂ thì cần cắt đứt liên kết giữa các nguyên tử. Dựa vào năng lượng liên kết, dự đoán phản ứng của F₂ hay của N₂ với H₂ sẽ thuận lợi hơn (dễ xảy ra hơn). Bỏ qua ảnh hưởng của độ bền phân tử sản phẩm tới mức độ phản ứng.

Lời giải:

Năng lượng liên kết F – F là 159 kJ mol^-1, năng lượng liên kết N ≡ N là 946 kJ mol^-1 nên phân tử F₂ sẽ dễ tham gia phản ứng với H₂ hơn so với N₂ do liên kết F – F dễ bị phá vỡ hơn.

Bài 11.25 trang 33 SBT Hóa học 10: Giải thích vì sao ở điều kiện thường không tồn tại phân tử NaCl riêng biệt mà là tinh thể NaCl.

Lời giải:

Bản chất liên kết ion trong NaCl là lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu, không có tính định hướng.

Do vậy, một ion Na⁺ có thể hút nhiều ion Cl^- xung quanh nó và ngược lại, dẫn tới ở điều kiện thường trong tinh thể NaCl, một ion được bao quanh bởi nhiều ion trái dấu thay vì phân tử NaCl chỉ có 2 ion.