Đáp án Hóa học 10 chân trời sáng tạo Bài 10: Liên kết cộng hóa trị (P2)

Câu hỏi: Vẽ sơ đồ xen phủ orbital giữa 2 nguyên tử carbon hình thành liên kết đôi trong phân tử ethlene (C₂H₄)

Trả lời:

Câu 18: Căn cứ giá trị năng lượng liên kết H-H và N≡N đã cho liên kết trong phân tử nào dễ bị phá vỡ?

Trả lời:

Căn cứ giá trị năng lượng liên kết H-H và N≡N ta thấy liên kết trong phân tử H₂ dễ bị phá vỡ hơn.

Câu 19: Theo em vì sao năng lượng liên kết luôn có giá trị dương

Trả lời:

Năng lượng liên kết luôn có giá trị dương vì để phá vỡ các liên kết giữa các nguyên tử thì cần phải cung cấp năng lượng.

Câu hỏi: Nitrogen chiếm khoảng 78% thể tích không khí nhưng chỉ hoạt động ở nhiệt độ cao. Vì sao nitrogen là một chất khí không hoạt động ở điều kiện thường?

Trả lời:

Năng lượng liên kết trong phân tử N₂ là E_b = 945 kJ/mol. Tức là để phá vỡ 1 mol phân tử N₂ cần cung cấp năng lượng là 945 kJ.

⇒ Phân tử N₂ rất khó bị phá vỡ ⇒ Bền ở điều kiện thường.

Câu hỏi: Trong một số trường hợp đặc biệt, khí nitrogen được sử dụng để bơm lốp (vỏ) xe thay cho không khí là do khí oxygen có trong không khí có thể oxi hóa cao su theo thời gian. Khí nitrogen vì sao khắc phục được nhược điểm này?

Trả lời:

Khí nitrogen có năng lượng liên kết (E_b = 945 kJ/mol) lớn hơn nhiều so với khí oxygen (E_b = 498 kJ) nên nitrogen bền vững với môi trường hơn, không oxi hóa cao su theo thời gian.

Câu 20: Trình bày các bước trong quá trình lắp ráp mô hình phân tử NH₃.

Trả lời:

Các bước trong quá trình lắp ráp mô hình phân tử NH₃:

Bước 1: Xác định hình học phân tử của chất cần lắp ráp.

Phân tử NH₃ có dạng:

Công thức VESEPR của NH₃ là AX₃E₁. Để giảm tối đa lực đẩy giữa 4 cặp electron hóa trị (gồm 3 cặp electron chung và 1 cặp electron riêng), 4 cặp electron này phải chiếm 4 khu vực điện tích âm sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất. Tuy nhiên cặp electron riêng đẩy mạnh hơn làm góc liên kết giảm, nên nhỏ hơn 109,5^o

Bước 2: Xác định số lượng các loại liên kết và kiểu liên kết trong phân tử, qua đó xác định số lượng mỗi loại khối cầu và số thanh nối cần dùng.

Chọn 3 thanh nối biểu diễn 3 liên kết đơn N-H. Chọn 1 quả cầu biểu diễn nguyên tử N và 3 quả cầu (khác màu với N) biểu diễn 3 nguyên tử H.

Bước 3: Hoàn chỉnh mô hình phân tử

Câu 21: Mô hình sau biểu diễn phân tử CH₄ hay phân tử CH₃Cl?

Trả lời:

- Phân tử CH₄ được tạo bởi 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử H

- Phân tử CH₃Cl được tạo bởi 1 nguyên tử C, 3 nguyên tử H và 1 nguyên tử Cl

⇒ Mô hình trên gồm 3 loại nguyên tử khác màu gồm: 1 nguyên tử C được biểu diễn bằng quả cầu màu đen, 3 nguyên tử H được biểu diễn bằng quả cầu màu trắng và 1 nguyên tử Cl được biểu diễn bằng quả cầu màu xanh.

⇒ Mô hình trên biểu diễn phân tử của CH₃Cl

Câu hỏi: Lắp ráp mô hình phân tử CH≡CH, biết toàn bộ các nguyên tử nằm trên cùng một đường thẳng.

Trả lời:

Bước 1: Xác định hình học phân tử của chất cần lắp ráp.

Toàn bộ các nguyên tử nằm trên cùng một đường thẳng.

Bước 2: Xác định số lượng các loại liên kết và kiểu liên kết trong phân tử, qua đó xác định số lượng mỗi loại khối cầu và số thanh nối cần dùng.

Chuẩn bị 5 thanh nối tương ứng với 5 liên kết.

2 quả cầu màu xám biểu diễn nguyên tử C, hai quả cầu màu trắng biểu diễn nguyên tử H.

Bước 3: Hoàn chỉnh mô hình phân tử

BÀI TẬP

Câu 1: Trong phân tử iodine (I₂), mỗi nguyên tử iodine đã góp một electron để tạo cặp electron chung. Nhờ đó, mỗi nguyên tử iodine đã đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm nào dưới đây?

1. Xe            B. Ne              C. Ar                   D. Kr

Trả lời:

Chọn đáp án A. Xe

Câu 2: Hydrogen sulfide (H₂S) và phosphine (PH₃) đều là những chất có mũi khó ngửi và rất độc. Trình bày sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử các chất trên.

Trả lời:

• Hydrogen sulfide (H₂S) và phosphine (PH₃) đều là những chất có mũi khó ngửi và rất độc.
• Liên kết cộng hóa trị trong phân tử H₂S được tạo thành giữa hai nguyên tử H và 1 nguyên tử S bằng 2 cặp electron chung.
• Liên kết cộng hóa trị trong phân tử PH₃được tạo thành giữa ba nguyên tử H và 1 nguyên tử P bằng 3 cặp electron chung.

Câu 3: Viết công thức Lewis của các phân tử CS₂, SCl₂ và CCl₄

Trả lời:

Câu 4: Trình bày sự hình thành liên kết cho - nhận trong phân tử sulfur dioxide (SO₂)

Trả lời:

Trong phân tử SO₂, nguyên tử S còn góp chung 2 electron với 1 nguyên tử O và với nguyên tử O còn lại chỉ do nguyên tử S đóng góp 2 electron , liên kết cộng hóa trị với nguyên tử O đó với nguyên tử S gọi là liên kết cho - nhận.

Câu 5: Mô tả sự tạo thành liên kết trong phân tử chlorine bằng sự xen phủ của các AO.

Trả lời:

- Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử chlorine được biểu diễn trên cái orbital như sau:

- Sự hình thành liên kết giữa hai nguyên tử chlorine là do sự xen phủ trục giữa hai AO p chứa electron độc thân của mỗi nguyên tử chlorine. Liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử chlorine là liên kết σ.

Câu 6: Sự xen phủ giữa hai orbital p trong trường hợp nào sẽ tạo thành liên kết σ? Trong trường hợp nào sẽ tạo thành liên kết π? Cho ví dụ.

Trả lời:

Khi các nguyên tử liên kết với nhau, các AO phải được sắp xếp ở vị trí phù hợp. Chẳng hạn khi hình thành phân tử giữa hai nguyên tử, vị trí của các AO như sau:

- Hai AO p_z nằm dọc trên cùng một trục nên chỉ có thể xen phủ trục với nhau ⇒ Chỉ tạo thành liên kết σ.

- Hai AO p_x hoặc hai AO p_y là song song nên chỉ có thể xen phủ bên với nhau ⇒ Tạo thành liên kết π.

Câu 7: Cho biết số liên kết σ và liên kết π trong phân tử acetylene (C₂H₂)

Trả lời:

Phân tử acetylene (C₂H₂) có số liên kết π là 2, số liên kết σ là 3

Câu 8: Năng lượng liên kết của các hydrogen halide được liệt kê trong bảng sau:

Sắp xếp theo chiều tăng dần độ bền liên kết trong các phân tử HF, HCl, HBr và HI

Trả lời:

HI, HBr, HCl, HF