đề thi cao học môn hóa vô cơ nguyên tố đất hiếm

HOÁ VÔ CƠ .
Chuyên đề nguyên tố không chuyển tiếp
Thời gian làm bài : 120 phút
Câu I. Một số tính chất của các halogen được ghi ở bảng sau :
Nguyên Nhiệt độ Nhiệt độ Năng lượng Độ
dài Nhiệt độ bắt Thế điện
0
tố
nóng
sôi ( C ) liên kết
liên kết
đầu
phân cực chuẩn
chảy(0C)
X-X, KJ/mol
X-X, (A0) huỷ
X2, E0, (V )
(0C )
F
- 219,6
- 187,9
159
1,42
450
2,87
Cl
- 101,9
- 34,1
242
1,99
800

1,36
Br
- 7,3
58,2
192
2,28
600
1,09
I
113,6
184,5
150
2,67
400
0,54
1) Hãy xây dựng giản đồ các mức năng lượng MO đối với phân tử các halogen .
Giải thích sự xuất hiện màu và sự biến đổi màu ở dãy halogen từ Cl2,đến I2 .
2) Hãy cho biết nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi , Năng lượng liên kết X-X,

Độ dài liên kết X-X, Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ của các halogen biến đổi
như thế nào từ Flo đến Iot . Giải thích .
3) So sánh tính chất hoá học của các halogen . Cho ví dụ cụ thể và giải thích. Dựa vào thế điện cực
chuẩn để chứng minh khi cần. Cho biết :
O2 + 4e + 4H+ (10-7 mol/l) = 2H2O , E0 = + 0,81 V
Câu II.
1) Mô tả cấu tạo của các ion : ClO- , ClO2-, ClO3-, ClO42) Độ dài liên kết Cl-O biến đổi như thế nào trong dãy ClO- , ClO2-, ClO3-, ClO4- ?
Giải thích .
3) Tính axit , tính bền, tính oxihoá biến đổi như thế nào trong dãy :
HClO - HClO2 - HClO3- HClO4 ? Giải thích. Nêu dẫn chứng minh hoạ.
Câu III.

Dựa vào việc xem xét cấu trúc phân tử (mô tả liên kết theo thuyết VB ), hãy
cho biết (có giải thích) :
1) Các phân tử BX3(X = F, Cl, Br,I) có phải là axit Lewis không ? Độ mạnh của
axit Lewis trong dãy từ BF3 , BCl3 ,BBr3,BI3 thay đổi như thế nào ? vì sao ?
2) So sánh độ bền của các liên kết B - X khi X thay đổi từ F đến I. Giải thích.
3) Các hợp chất nhôm halogenua (AlF 3, AlCl3, AlBr3, AlI3 ) có phải là axit Lewis không ? Lực
axit của chúng thay đổi như thế nào trong dãy.
Câu IV.
Brôm lỏng tác dụng với H3PO3 theo phản ứng :
H3PO3 + Br2 + H2O = H3PO4 + 2H+ + 2 Br1) Tính hằng số cân bằng của phản ứng đó ở 298 0K . Từ kết quả thu được , hãy rút ra nhận xét về
mức độ diễn biến của phản ứng và tính khử của H3PO3
2) Tính thế điện cực chuẩn E0(H3PO4/ H3PO3), cho biết E0(Br2/2Br-) = 1,09V
3) Tính thế điện cực chuẩn E0(H3PO4/ H3PO2), biết E0 (H3PO3/ H3PO2) = - 0,50V.
Cho biết các số liệu ở 2980K :
H+(dd) H3PO4(dd) Br-(dd) H3PO3(dd) Br2(l) H2O(l)
∆G0ht,(kJ/mol) 0
- 1142,6
- 107,1 - 856,8
0
- 237,4
( ht = hình thành , dd = dung dịch nước , l = lỏng )
Ghi chú: Được sử dụng tài liệu
Đề thi 2 :
HOÁ VÔ CƠ . (Cao học - Tuyên quang)
Chuyên đề nguyên tố không chuyển tiếp
Thời gian làm bài : 120 phút
Câu I.
1. Mô tả sự hình thành liên kết trong các phân tử NH3 và PH3 theo thuyết

liên kết hoá trị .
2. So sánh công thức cấu tạo, tính chất lí hoá học của NH3 và PH3 .
3. Dựa vào trờng lực của nguyên tử trung tâm trong phân tử NH3 , H2O , H2S ;
Hãy giải thích tại sao khi tan trong nớc lại xảy ra các quá trình :
NH3 + HOH = NH4+ + OHH2S + HOH = H3O+ + HS-

r

r

r

Cho bán kính ion của các ion : N-3 = 1,47A0 , O-2 = 1,36A0 , S-2 = 1,74A0
Câu II.
1 . Thế điện cực tiêu chuẩn của kim loại là gì ? Phụ thuộc vào những yếu
tố nào ? Nêu ứng dụng của dãy thế điện cực .
2 . Trong dãy thế điện cực chuẩn , Li xếp trớc các kim loại kiềm khác ,
điều đó có mâu thuẫn gì với cách sắp xếp trong nhóm 1A không ?
3. So sánh tính chất axit của các cặp phức chất sau trong dung dịch nớc .
Giải thích : [Mg(H2O)6]2+ và [Al(H2O)6]3+ ; [Cr(H2O)6]3+ và [Fe(H2O)6]3+
Cho biết bán kính của Mg2+ , Al3+ , Cr3+ , Fe3+ lần lợt là : 0,074 ; 0,057 ;
0,069 và 0,064 nm .
1.
Hãy lấy ví dụ (có chọn lựa) 5 ion kim loại mà dung dịch nớc của chúng không
mầu , 10 ion kim loại mà dung dịch nớc của chúng có màu . Trên cơ sở các thuyết về cấu
trúc electron và liên kết hoá học , hãy giải thích nguyên nhân phát sinh mầu sắc dung dịch
nớc của chúng
Câu IV. ở 250C có E0 (HOCl/Cl2 ) = 1,63V ;
E0 (I2 (r) /2I- ) = 0,54V ;
1) Tính E0 (HOCl/Cl-)

E0 (Cl2/2Cl-) = 1,36V ;

E0 (IO3- / I2 (r) ) = 1,19V

và E0 (IO3- / I-) .

2) Xét xem ở pH = 0 ; pH = 7 và pH = 14 , phản ứng sau :
3 HClO + I-

=

3 Cl- + IO3- + 3H+

có xảy ra đợc không ? tạisao? So sánh khả năng xảy ra phản ứng ở ba môi trờng khác nhau
.Giải thích ?
Giả thiết : các chất khác được lấy ở trạng thái chuẩn .

Ghi chú : Không sử dụng tài liệu

Đáp án:

HOÁ VÔ CƠ . (Cao học - Tuyên quang)
Chuyên đề nguyên tố không chuyển tiếp

Câu I.
1)

---

--

--

--

-- -- --

-- -- ----

--

--

-ĐBLK = ẵ (8 - 6) = 1 ⇒ các halogen có 1 liên kết σ


Các phân tử X2 hấp thụ bước sóng ứng với bước chuyển mức từ π*→ σ* có năng lượng nhỏ , thuộc
vùng bớc sóng nhìn thấy ⇒ các halogen có màu : Cl 2 màu vàng với λmax= 330 nm ; Br2 màu đỏ nâu
λmax= 420 nm ; I2 màu tím với λmax= 520 nm
Từ Cl → I , bán kính tăng ; hiệu năng lượng σ*và π* giảm ⇒ λ giảm ⇒ màu đậm dần
2) Nhiệt độ nóng chảy, Nhiệt độ sôi tăng từ Flo đến Iot vì :
- Năng lượng liên kết X-X tăng từ F2 → Cl2 , giảm từ Cl2 →I2 , vì …
Độ dài liên kết X-X tăng từ F2 → I2 , vì …
- Nhiệt độ bắt đầu phân huỷ tăng từ F2 → I2 , vì
3) So sánh tính chất hoá học của các halogen :
Nhận xét chung về tính oxi hoá của các halogen, so sánh, giải thích .
- Tác dụng với các nguyên tố . So sánh, Ví dụ
- Phản ứng với cùng một nguyên tố . So sánh, Ví dụ
+ Phản ứng với hidro . So sánh . Viết phương trình phản ứng .

- Halogen hoạt động đẩy halogen kém hoạt động … . Cho ví dụ
Chứng minh : Cl2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl
E0 = + 0,27V
- Tác dụng với nước, cho ví dụ , chứng minh .
+ F2 pư … vì 2F2 + 2H2O = 4H+ + 4F- + O2 E0 = + 2,06V
+ I2 không pư vì 2I2 + 2H2 O = 4H+ + 4F- + O2
E0 = - 0,28V
0
+ Cl2 và Br2 tính … E pư đều > 0 pư tương tự có thể xảy ra về mặt nhiệt động học, nhưng vì
Ea cao nên phản ứng xảy ra như sau :
X2 + 2H2O = H3O+ + X- + HOX
Khả năng khử không thể hiện ở Flo, clo, tăng lên từ Br2 → I2 …
Câu II.
1) Mô tả cấu tạo của các ion : ClO- , ClO2-, ClO3-, ClO4O
Cl

O

Cl

Cl

Cl

O
O
O O O
O O O
2) Trong dãy ClO , ClO2 , ClO3 , ClO4 , Độ dài liên kết Cl-O giảm dần
-

-

3) HClO - HClO2 - HClO3- HClO4 : Tính axit tăng, tính bền tăng, tính oxihoá giảm. Khi số nguyên
tử oxi tăng ⇒ số oxihoá của Cl tăng , độ âm điện và mật độ điện tích của Cl tăng , do đó tính liên
kết cộng hoá trị của Cl - O tăng dẫn đến độ bền tăng, tính oxihoá giảm. Đồng thời do tính liên kết
cộng hoá trị của Cl - O tăng dẫn đến tính ion của liên kết O - H tăng ⇒ Tính axit tăng.
Câu III.
1) B : 2s2 2p1 ;
a) Ở trạng thái liên kết , B ở trạng thái kích thích, lai hoá sp 2. Ba obitan (sp2) tạo 3 liên kết σ với 3
nguyên tử X ; Ngoài 3 liên kết σ , BX3 còn có liên kết πP-P do xen phủ của obitan p trống của B
với obitan p chứa 2 electron của halogen .
b) Độ mạnh của axit Lewis tăng dần từ BF3 → BCl3 → BBr3 → BI3. Vì liên kết πP-P xen phủ
của obitan p trống của B với obitan p chứa 2 electron của halogen giảm dần từ F đến I.
2) Độ bền liên kết B - X giảm dần khi X thay đổi từ F đến I. Vì ...
3) Al : 3s2 3p1 ;
- Ở trạng thái liên kết , Al ở trạng thái kích thích, lai hoá sp 2. Ba obitan (sp2) tạo 3 liên kết σ với 3
nguyên tử X ; Nh vậy Al còn obitan p trống có khả năng nhận electron , nên AlX 3là các axit
Lewis (trừ AlF3 là hợp chất ion).


- Ngoài 3 liên kết σ , AlX3 còn có liên kết π do xen phủ của obitan p trống của Al với obitan p
chứa 2 electron của halogen ; nhưng liên kết π giảm dần từ Cl đến I nên tính axit tăng dần từ
AlCl3 đến AlI3
Câu IV.

∆G0298,P

= - 2,303 RT lgKc
1) Tính

∆G0298,P = (- 1142,6 ) + 2.(- 107,1) - (- 856,8) - (- 237,4) = (- 262,6 )kJ/mol
⇒ lgKC = - ∆G0298 /(2,303 RT)
⇒ lgKC = - (- 262,6 ) / (2,303 . 8,314 . 298) = 46,02 ⇒ KC = 1046,02 ;
KC rất lớn ⇒ mức độ chuyển chất đầu thành sản phảm rất mạnh; H3PO3 là chất khử mạnh .
2)
H3PO4 + 2H+ + 2e = H3PO3 + H2O
E0(H3PO4/ H3PO3)
Br2 + 2e = 2BrE0(Br2/2Br-) = 1,09V
+
H3PO4 + 2Br + 2H = H3PO3 + Br2 + H2O
E0PƯ
∆G0298,P = (- 1142,6 ) + 2.(- 107,1) - (- 856,8) - (- 237,4) = (- 262,6 )kJ/mol
⇒ - 262,6 = - nF E0PƯ
mặt khác ∆G0298,PƯ = - nF E0PƯ = - nF [ E0(H3PO4/ H3PO3) - E0(Br2/2Br-) ]
⇒ - 262,6 = - nF E0PƯ = - nF [ E0(H3PO4/ H3PO3) - E0(Br2/2Br-) ]
⇒ E0(H3PO4/ H3PO3) = E0(Br2/2Br-) + E0PƯ = 1,09 - 262,6/ 2. 96500
Tính được E0(H3PO4/ H3PO3) = - 0,271 V
3) H3PO4 + 2H+ + 2e = H3PO3 + H2O
E0(H3PO4/ H3PO3)
H3PO3 + 2H+ + 2e = H3PO2 + H2O
E0(H3PO4/ H3PO3)
H3PO4 + 4H+ + 4e = H3PO2 + 2H2O
E0(H3PO4/ H3PO3)
0
0
0
E (H3PO4/ H3PO3) = ẵ [E (H3PO4/ H3PO3) - E (H3PO4/ H3PO3)]
Tính được E0(H3PO4/ H3PO2) = - 0,385 V
Đề thi 1 :

Hoá vô cơ . (Thạc sĩ – giảng dạy)
Thời gian làm bài : 120 phút

Câu I.
1) Mô tả sự hình thành liên kết trong các phân tử CO và CO 2 theo phương pháp liên kết hoá
trị . So sánh cấu tạo của chúng . Giải thích .
2) So sánh tính chất lí học , tính chất hoá học của CO và CO 2 . Cho các ví dụ minh hoạ và giải
thích .
3) Nêu các ứng dụng của CO và CO2 . Cơ sở khoa học của những ứng dụng đó .
CâuII.
1) Viết phơng trình phản ứng tơng tác của BF3 , AlF3 , SiF4 và MgF2 với KF . Hãy nêu rõ bản
chất và nguyên nhân của tơng tác trong mỗi phản ứng đã viết .
2) So sánh hoạt tính axit (hoặc bazơ) của BF 3 , SiF4 và MgF2 với AlF3 trong tơng tác với KF ở
trên . Giải thích .
3) Oxi cho các hợp chất phân tử có cấu trúc tam giác : OH2 , O(CH3)2 ,O(SiH3)2 . Các hợp chất
này có phải là bazơ Liuyt không ? Nếu phải thì tính bazơ thay đổi nh thế nào ? Giải thích .
4) Tại sao HCl , HBr , HI không tạo ra muối axit , nhng HF có khả năng đó không ? HF lỏng
có phải là axit không ?
Câu III. Hãy dự đoán các hiện tợng xảy ra khi thêm dung dịch KI vào dung
dịch H3AsO4 đã đợc axit hoá . Sau đó lại thêm Na2CO3 rắn vào hỗn hợp
phản ứng trên .Viết các phơng trình phản ứng xảy ra , chứng minh và
giải thích .
Cho biết E0(H3AsO4 / H3AsO3 ) = 0,56V và E0(I3- /I-) = 0,53V .
Câu IV.
ở 8200C hằng số cân bằng KP của các phản ứng nh sau :
CaCO3 (r) =
Cgr

CaO(r) + CO2(K)

+ CO2(K) = 2 CO(K)

K1 = 0,2
K2 = 2


Cho 1 mol CaCO3 (r) và 1 mol Cgr vào bình chân không dung tích 22,4 lít duy
trì ở 8200C .
1) Tính số mol các chất khi cân bằng .
2) ở thể tích nào của bình thì sự phân huỷ CaCO3 là hoàn toàn .
3) Xác định nhiệt độ ở đó CaCO3 bắt đầu phân huỷ .
Cho :
0

∆H 298 (KJ/mol)
0

CaCO3 (r) =
- 1206,9

CaO(r)
- 635,1

+

CO2(K)
- 393,5

S 298 (J/mol.độ)
92,9

39,7
213,6
Giả thiết : ∆H0 và ∆S0 không phụ thuộc vào nhiệt độ .
Ghi chú: Không sử dụng tài liệu