Giải sách bài tập Hóa học lớp 10 Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals - Cánh diều

Bài 12.1 trang 34 SBT Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Bất kì phân tử nào có chứa nguyên tử hydrogen cũng có thể tạo liên kết hydrogen với phân tử cùng loại.

B. Liên kết hydrogen là liên kết hình thành do sự góp chung cặp electron hoá trị giữa nguyên tử hydrogen và nguyên tử có độ âm điện lớn.

C. Liên kết hydrogen là loại liên kết yếu nhất giữa các phân tử.

D. Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của chất là mạnh hơn ảnh hưởng của tương tác van der Waals.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của chất là mạnh hơn ảnh hưởng của tương tác van der Waals.

A sai ví dụ giữa các phân tử HCl không tạo được liên kết hydrogen với nhau.

B sai vì liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng.

C sai vì liên kết hydrogen chưa phải là loại liên kết yếu nhất giữa các phân tử.

Bài 12.2 trang 34 SBT Hóa học 10: Cho các phân tử: H₂O, NH₃, HF, H₂S, CO₂, HCl. Số phân tử có thể tạo liên kết hydrogen với phân tử cùng loại là

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Chỉ có H₂O, NH₃, HF mới tạo được liên kết hydrogen với các phân tử cùng loại; còn H₂S, CO₂, HCl thì không.

Bài 12.3 trang 34 SBT Hóa học 10: Thứ tự nào sau đây thể hiện độ mạnh giảm dần của các loại liên kết?

A. Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

B. Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > tương tác van der Waals > liên kết hydrogen.

C. Liên kết cộng hoá trị > liên kết ion > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

D. Tương tác van der Waals > liên kết hydrogen > liên kết cộng hoá trị > liên kết ion.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Thứ tự thể hiện độ mạnh giảm dần của các loại liên kết là:

Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

Bài 12.4 trang 34 SBT Hóa học 10: Giữa các nguyên tử He có thể có loại liên kết nào?

A. Liên kết cộng hoá trị.

B. Liên kết hydrogen.

C. Tương tác van der Waals.

D. Không có bất kì liên kết nào.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Giữa các phân tử không phân cực hoặc giữa các nguyên tử khí hiếm vẫn có thời điểm xuất hiện sự phân cực tạm thời (do nguyên tử chứa các hạt mang điện là proton và electron), do đó luôn có tương tác van der Waals.

Bài 12.5 trang 34 SBT Hóa học 10: Quy tắc octet không được sử dụng khi xem xét sự hình thành của hai loại liên kết hoặc tương tác nào sau đây?

(1) Liên kết cộng hoá trị.

(2) Liên kết ion.

(3) Liên kết hydrogen.

(4) Tương tác van der Waals.

A. (1) và (2).

B. (2) và (3).

C. (1) và (3).

D. (3) và (4).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Quy tắc octet không được sử dụng khi xem xét sự hình thành của:

(3) Liên kết hydrogen.

(4) Tương tác van der Waals.

Chú ý:

Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng.

Tương tác van der Waals là một loại liên kết rất yếu, hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các cực trái dấu của phân tử.

Bài 12.6 trang 34 SBT Hóa học 10: Nếu giữa phân tử chất tan và dung môi có thể tạo thành liên kết hydrogen hoặc có tương tác van der Waals càng mạnh với nhau thì càng tan tốt vào nhau.

Lí do nào sau đây là phù hợp để giải thích dầu hoả (thành phần chính là hydrocarbon) không tan trong nước?

A. Cả nước và dầu đều là các phân tử có cực.

B. Nước là phân tử phân cực và dầu là không/ ít phân cực.

C. Nước là phân tử không phân cực và dầu là phân cực.

D. Cả nước và dầu đều không phân cực.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Dầu hoả (thành phần chính là hydrocarbon) không tan trong nước do nước là phân tử phân cực và dầu là không/ ít phân cực.

Bài 12.7 trang 35 SBT Hóa học 10: Ethanol tan vô hạn trong nước do

A. cả nước và ethanol đều là phân tử phân cực.

B. nước và ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau.

C. ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với các phân tử ethanol khác.

D. ethanol và nước có tương tác van der Waals mạnh.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ethanol tan vô hạn trong nước do nước và ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau.

Bài 12.8 trang 35 SBT Hóa học 10: Chất nào trong số các chất sau tồn tại ở thể lỏng trong điều kiện thường?

A. CH₃OH.

B. CF₄.

C. SiH₄.

D. CO₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

CH₃OH là chất lỏng ở điều kiện thường do giữa các phân tử CH₃OH có thể hình thành liên kết hydrogen.

Bài 12.9 trang 35 SBT Hóa học 10: Dựa vào liên kết giữa các phân tử, hãy cho biết halogen nào sau đây có nhiệt độ sôi cao nhất.

A. F₂.

B. Cl₂.

C. Br₂.

D. I₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Do I₂ có khối lượng phân tử lớn nhất đồng thời có kích thước lớn nhất nên tương tác van der Waals giữa các phân tử mạnh hơn dẫn đến nhiệt độ sôi cao hơn.

Bài 12.10 trang 35 SBT Hóa học 10: Hãy giải thích lí do khác nhau về nhiệt độ sôi của các cặp chất có cùng số electron sau đây: CH₃ – CH₃ (184,5 K) và CH₃ – F (194,7 K).

Lời giải:

Phân tử CH₃ – F có tương tác giữa các phân tử mạnh hơn do có liên kết C – F phân cực hơn liên kết C – C trong phân tử CH₃ – CH₃.

Do đó nhiệt độ sôi của CH₃ – F lớn hơn nhiệt độ sôi của CH₃ – CH₃.

Bài 12.11 trang 35 SBT Hóa học 10: Ở điều kiện thường, các khí hiếm tồn tại ở dạng khí đơn nguyên tử. Hãy giải thích sự biến đổi nhiệt độ sôi của các khí hiếm từ He tới Rn theo số liệu trong bảng sau:

Lời giải:

Nhiệt độ sôi của các khí hiếm tăng dần từ He đến Rn do khối lượng nguyên tử tăng dần và theo chiều tăng của Z, số electron và kích thước nguyên tử tăng dần gây nên sự phân cực tạm thời của nguyên tử mạnh hơn nên tương tác van der Waals mạnh dần lên.

Bài 12.12 trang 35 SBT Hóa học 10: Trong dung dịch, acetic acid có thể tồn tại dạng dimer (hai phân tử kết hợp) do sự hình thành liên kết hydrogen giữa hai phân tử. Hãy vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen giữa hai phân tử acetic acid hình thành dimer.

Lời giải:

Sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen giữa hai phân tử acetic acid hình thành dimer:

Bài 12.13* trang 36 SBT Hóa học 10: Hãy giải thích sự biến đổi về nhiệt độ nóng chảy của dãy hydrogen halide sau:

Lời giải:

- Từ HCl đến HI do kích thước nguyên tử halogen tăng, tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng nên nhiệt độ nóng chảy tăng.

- Giữa các phân tử HF có liên kết hydrogen nên nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với HCl.

Bài 12.14* trang 36 SBT Hóa học 10: Nhiệt độ sôi của ba hợp chất được cho trong bảng sau:

Không cần tra cứu cấu trúc, em hãy trả lời các câu hỏi sau về ba hợp chất này:

a) Hợp chất nào có thể hình thành liên kết hydrogen?

b) Hợp chất nào phân cực nhưng không hình thành liên kết hydrogen?

c) Hợp chất nào ít phân cực, không hình thành liên kết hydrogen?

Lời giải:

a) Ba chất có khối lượng phân tử tương đương nhau nên chất có nhiệt độ sôi cao nhất là chất có thể hình thành liên kết hydrogen, đó là 1 – hexanol.

b) Chất có phân tử phân cực sẽ có tương tác van der Waals giữa các phân tử mạnh hơn, có nhiệt độ sôi xếp thứ hai (ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi là mạnh hơn tương tác van der Waals), do đó chất phân cực là 2 – hexanone.

c) Vậy hợp chất ít phân cực, không hình thành liên kết hydrogen là hợp chất còn lại heptane.