Giải SBT Hóa học 10 (Kết nối tri thức) Bài 7: Xu hướng biến đổi thành phần và một số tính chất của hợp chất trong một chu kì

Giải Sách bài tập Hóa học 10 Bài 7: Xu hướng biến đổi thành phần và một số tính chất của hợp chất trong một chu kì 

Nhận biết

Bài 7.1 trang 18 SBT Hóa học 10: X là nguyên tố nhóm IIIA. Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của X là

A. XO

B. XO₂

C. X₂O

D. X₂O₃

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Chú ý:Các nguyên tố thuộc nhóm IA đến VIIA (trừ fluorine) có hóa trị cao nhất trong hợp chất với oxygen đúng bằng số thứ tự nhóm.

X là nguyên tố nhóm IIIA. Công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của X là X₂O₃.

Bài 7.2 trang 18 SBT Hóa học 10: Cho các oxide sau: Na₂O, Al₂O₃, MgO, SiO₂

Thứ tự giảm dần tính base là

A. Na₂O > Al₂O₃ > MgO > SiO₂.

B. Al₂O₃ > SiO₂ > MgO > Na₂O

C. Na₂O > MgO > Al₂O₃ > SiO₂.

D. MgO > Na₂O > Al₂O₃ > SiO₂

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

₁₁Na, ₁₂Mg, ₁₃Al, ₁₄Si cùng thuộc chu kì 2.

Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính base của oxide cao nhất có xu hướng giảm dần.

⇒ Thứ tự giảm dần tính base là: Na₂O > MgO > Al₂O₃ > SiO₂.

Bài 7.3 trang 18 SBT Hóa học 10: Dãy nào sau đây sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính acid?

A. Cl₂O₇; Al₂O₃; SO₃; P₂O₅

B. Al₂O₃; P₂O₅; SO₃; Cl₂O₇

C. P₂O₅; SO₃; Al₂O₃; Cl₂O₇

D. Al₂O₃; SO₃; P₂O₅; Cl₂O₇

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

₁₃Al, ₁₅P, ₁₆S, ₁₇Cl cùng thuộc chu kì 2.

Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính acid của oxide cao nhất có xu hướng tăng dần

⇒ Thứ tự tăng dần tính acid là: Al₂O₃; P₂O₅; SO₃; Cl₂O₇

Bài 7.4 trang 18 SBT Hóa học 10: Ba nguyên tố với số hiệu nguyên tử Z = 11, Z = 12, Z = 13 có hydroxide tương ứng là X, Y, T. Chiều tăng dần tính base của các hydroxide này là

A. X, Y, T

B. X, T, Y

C. T, X, Y

D. T, Y, X

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính acid của các hydroxide có xu hướng tăng dần, tính base của chúng có xu hướng giảm dần.

Ba nguyên tố với số hiệu nguyên tử Z = 11, Z = 12, Z = 13 cùng thuộc chu kì 3

⇒ Chiều tăng dần tính base của các hydroxide tương ứng là: T, Y, X

Bài 7.5 trang 18 SBT Hóa học 10: Trong các hydroxide của các nguyên tố chu kì 3, acid mạnh nhất là

A. H₂SO₄

B. HClO₄

C. H₂SiO₃

D. H₂PO₄

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính acid của các hydroxide có xu hướng tăng dần, tính base của chúng có xu hướng giảm dần.

Cl nằm ở cuối chu kì nên hydroxyde cao nhất tương ứng có tính acid mạnh nhất.

Bài 7.6 trang 18 SBT Hóa học 10: Dãy nào sau đây sắp xếp theo thứ tự giảm dần tính base?

A. Al(OH)₃; NaOH; Mg(OH)₂; Si(OH)₄.

B. NaOH; Mg(OH)₂; Si(OH)₄; Al(OH)₃.

C. NaOH; Mg(OH)₂; Al(OH)₃; Si(OH)₄.

D. Si(OH)₄; NaOH; Mg(OH)₂; Al(OH)₃.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính acid của các hydroxide có xu hướng tăng dần, tính base của chúng có xu hướng giảm dần.

₁₁Na, ₁₂Mg, ₁₃Al, ₁₄Si cùng thuộc chu kì 2.

⇒ Sắp xếp theo thứ tự giảm dần tính base là: NaOH; Mg(OH)₂; Al(OH)₃; Si(OH)₄.

Bài 7.7 trang 18 SBT Hóa học 10: Dãy nào sau đây sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính acid?

A. H₂PO₄; H₂SO₄; H₃AsO₄.

B. H₂SO₄; H₃AsO₄; H₃PO₄.

C. H₃PO₄; H₃AsO₄; H₂SO₄.

D. H₃AsO₄; H₃PO₄; H₂SO₄.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

₁₅P và ₃₃As cùng thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn nên tính acid của H₃PO₄ > H₃AsO₄

₁₅P và ₁₆S thuộc cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn nên tính acid của H₃PO₄ < H₂SO₄

Vậy sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính acid là: H₃AsO₄; H₃PO₄; H₂SO₄.

Thông hiểu

Bài 7.8 trang 19 SBT Hóa học 10: Nguyên tố R có cấu hình electron: 1s²2s²2p³. Công thức hợp chất oxide ứng với hóa trị cao nhất của R và hydride (hợp chất của R với hydrogen) tương ứng là

A. RO₂ và RH₄

B. R₂O₅ và RH₃

C. RO₃ và RH₂

D. R₂O₃ và RH₃

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tố R có cấu hình electron: 1s²2s²2p³

⇒ Thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn.

⇒ Hóa trị cao nhất trong hợp chất oxide là V và hydride là III.

⇒ Công thức hợp chất oxide ứng với hóa trị cao nhất của R và hydride (hợp chất của R với hydrogen) tương ứng là R₂O₅ và RH₃

Bài 7.9 trang 19 SBT Hóa học 10: Nguyên tố X ở ô thứ 17 của bảng tuần hoàn

Có các phát biểu sau:

(1) X có độ âm điện lớn và là một phi kim mạnh.

(2) X có thể tạo thành ion bền có dạng X⁺.

(3) Oxide cao nhất của X có công thức X₂O₅ và là acidic oxide.

(4) Hydroxide của X có công thức HXO₄ và là acid mạnh.

Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

- Nguyên tố X ở ô thứ 17 của bảng tuần hoàn. Suy ra:

+ Cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

+ X thuộc chu kì 3, nhóm VIIA.

+ X nằm cuối chu kì 3 nên có độ âm điện lớn và là một phi kim mạnh. ⇒ (1) đúng

+ Oxide cao nhất của X có công thức X₂O₇ và là acidic oxide. ⇒ (3) sai.

+ Hydroxide của X có công thức HXO₄ và là acid mạnh ⇒ (4) đúng.

- Nguyên tử X có 7 electron lớp ngoài cùng nên dễ dàng nhận thêm 1 electron để tạo thành ion X^- có cấu hình bền vững của khí hiếm. ⇒ (2) sai.

Bài 7.10 trang 19 SBT Hóa học 10: a) Nêu quan hệ giữa hóa trị của các nguyên tố hóa học với thành phần của các oxide và hydroxide của chúng

b) Nêu sự biến đổi hóa trị của các nguyên tố hóa học trong chu kì 3.

Lời giải:

a) Hóa trị của các nguyên tố hóa học sẽ quyết định thành phần của các oxide và hydroxide của các nguyên tố.

b) Trong một chu kì, từ trái qua phải: hóa trị cao nhất đối với oxygen (n_O) của các nguyên tố nhóm A tăng dần từ I đến VII.

Sự biến đổi hóa trị của các nguyên tố hóa học trong chu kì 3 và công thức hợp chất oxide và hydroxide tương ứng cho trong bảng sau:

Bài 7.11 trang 19 SBT Hóa học 10: Hãy nêu sự biến đổi tính chất acid – base của các oxide và hydroxide của các nguyên tố trong chu kì 3 khi đi từ trái sang phải.

Lời giải:

Trong một chu kì, tính base giảm dần và tính aicd tăng dần.

Một số hydroxide:

Al(OH)₃ ~ HAlO₂.H₂O;

Si(OH)₄ ~ H₂SiO₃.H₂O;

P(OH)₅ ~ H₃PO₄.H₂O;

S(OH)₆ ~ H₂SO₄.2H₂O;

Cl(OH)₇ ~ HClO₄.3H₂O.

Sự biến đổi tính acid – base của các oxide và hydroxide của các nguyên tố trong chu kì 3 khi đi từ trái sang phải được cho trong bảng sau:

Bài 7.12 trang 19 SBT Hóa học 10: Cho các hợp chất sau: Al₂O₃, Na₂O, SiO₂, MgO, SO₃, P₂O₅, Cl₂O₇

Hãy sắp xếp theo xu hướng biến đổi tính acid – base. Giải thích.

Lời giải:

Oxide của các nguyên tố trên đều thuộc chu kì 3. Trong chu kì, theo chiều từ trái qua phải tính base của oxide giảm dần, đồng thời tính acid của chúng tăng dần.

⇒ Thứ tự giảm dần tính base và tăng dần tính acid là:

Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, P₂O₅, SO_3, Cl₂O₇

Bài 7.13 trang 19 SBT Hóa học 10: Sắp xếp các hợp chất sau theo xu hướng biến đổi tính acid – base: NaOH, H₂SiO₃, HClO₄, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, H₂SO₄

Lời giải:

Hydroxide của các nguyên tố trên đều thuộc chu kì 3. Trong một chu kì, theo chiều từ trái qua phải tính base của hydroxide giảm dần, đồng thời tính acid của chúng tăng dần.

⇒ Thứ tự giảm dần tính base và tăng dần tính acid:

NaOH, Mg(OH)₂, Al(OH)₃, H₂SiO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, HClO₄.

Bài 7.14 trang 19 SBT Hóa học 10: So sánh tính base của các hydroxide trong mỗi dãy sau và giải thích ngắn gọn

a) Calcium hydrogen, strontium hydroxide và barium hydroxide;

b) Sodium hydroxide và aluminium hydroxide.

c) Calcium hydroxide và caesium hydroxide.

Lời giải:

a) Tính base: Ca(OH)₂ < Sr(OH)₂ < Ba(OH)₂.

Ba nguyên tố ₂₀Ca, ₃₈Sr và ₅₆Ba đều thuộc nhóm IIA. Trong nhóm A, khi đi từ trên xuống, tính base của các oxide và hydroxide tăng dần.

b) Tính base: NaOH > Al(OH)₃.

Hai nguyên tố ₁₁Na và ₁₃Al đều thuộc chu kì 3. Trong chu kì, tính base giảm dần khi đi từ trái qua phải.

c) Kết hợp sự biến thiên tính base theo chu kì và nhóm A ta có tính base tăng dần về góc trái bên dưới của bảng tuần hoàn. Chọn ₁₉K hay KOH làm trung gian.

- KOH và Ca(OH)₂ cùng chu kì nên tính base: KOH > Ca(OH)₂.

- KOH và CsOH cùng nhóm A nên tính base: KOH < CsOH.

⇒ Tính base: Ca(OH)₂ < CsOH.

Bài 7.15 trang 19 SBT Hóa học 10: Hãy so sánh tính acid của các chất trong mỗi dãy sau và giải thích ngắn gọn

a) Carbonic acid và silixic acid.

b) Sulfuric acid, selenic acid và teluric acid.

c) Silixic acid, phosphoric aicd và sulfuric acid.

Lời giải:

Em cần nhớ:

- Trong một nhóm A, khi đi từ trên xuống, tính base của các oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, đồng thời tính acid của chúng giảm dần.

- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, đồng thời tính acid của chúng tăng dần.

a) H₂CO₃ > H₂SiO₃ (₆C và ₁₄Si cùng nhóm IVA).

b) H₂SO₄ > H₂SeO₄ > H₂TeO₄ (₁₆S, ₃₄Se và ₅₂Te cùng nhóm VIA).

c) H₂SiO₃ < H₃PO₄ < H₂SO₄ (₁₄Si, ₁₅P, ₁₆S cùng chu kì 3).

Bài 7.16 trang 19 SBT Hóa học 10: Cho các oxide sau: Na₂O, SO₃, Cl₂O₇, CO₂, CaO, N₂O_5.

Viết các phương trình hóa học biểu diễn phản ứng với nước (nếu có) của các oxide trên và nhận xét về tính acid – base của chúng.

Lời giải:

- Các oxide tạo ra hydroxide là base:

Na₂O + H₂O → 2NaOH tan mạnh và tạo ra base mạnh

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ tan ít và tạo base trung bình

- Các oxide tạo ra hydroxide là acid:

CO₂ + H₂O → H₂CO₃ tan ít và tạo ra acid yếu

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃ tan mạnh và tạo ra acid mạnh.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄ tan mạnh và tạo ra acid mạnh

Cl₂O₇ + H₂O → 2HClO₄ tan mạnh và tạo ra acid rất mạnh

Vận dụng

Bài 7.17 trang 20 SBT Hóa học 10: Nguyên tố X nằm ở chu kì 3 của bảng tuần hoàn và M là nguyên tố s có electron lớp ngoài cùng là ns¹. X có công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất là XO₃. Một hợp chất của M và X, trong đó M chiếm 58,97% về khối lượng, là một hóa chất công nghiệp quan trọng, được sử dụng trong sản xuất giấy Kraft, thuốc nhuộm, thuộc da, dầu mỏ, xử lí ô nhiễm kim loại nặng, …

a) Xác định công thức hóa học của hợp chất giữa M và X.

b) Viết công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của M, của X và nêu tính acid – base của chúng.

Lời giải:

a) M là nguyên tố s có electron lớp ngoài cùng ns¹ thuộc nhóm IA của bảng tuần hoàn.

X có công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất là XO₃ ⇒ X thuộc nhóm VIA

X ở chu kì 3 và thuộc nhóm VIA nên X là S.

Công thức hợp chất M₂S có: $\frac{2M}{32}=\frac{58,97}{41,03}$

⇒ M = 23. M là ₁₁Na

⇒ Công thức hợp chất giữa M và X là Na₂S.

b) Oxide cao nhất của X là SO₃, là acidic oxide tan trong nước tạo ra acid tương ứng H₂SO₄ là acid mạnh.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Oxide cao nhất của M là Na₂O, là basic oxide, có hydroxide tương ứng là NaOH là base mạnh.

Na₂O + H₂O → 2NaOH

Bài 7.18 trang 20 SBT Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np⁴. Trong hợp chất hydride (hợp chất của X với hydrogen), nguyên tố X chiếm 94,12% khối lượng.

a) Xác định phần trăm khối lượng của X trong oxide cao nhất.

b) Viết công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất của X, hydroxide tương ứng và nêu tính chất acid – base của chúng.

Lời giải:

a) Từ cấu hình electron của X ta biết nguyên tố thuộc nhóm VIA của bảng tuần hoàn.

Hydride của X có dạng XH₂, ta có $\frac{X}{2}=\frac{94,12}{5,88}$

⇒ X = 32 ~ ₁₆S (lưu huỳnh).

Oxide ứng với hóa trị cao nhất của S là SO₃.

%khối lượng S = $\frac{32}{80}.100\%=40\%$

b) SO₃ là acidic oxide tan trong nước tạo ra hydroxide H₂SO₄ là acid mạnh.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Bài 7.19 trang 20 SBT Hóa học 10: Hai nguyên tố X và Y ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Ở trạng thái đơn chất, X và Y không phản ứng với nhau. Tổng số proton trong hạt nhân X và Y bằng 23.

a) Xác định X, Y

b) Viết công thức các hợp chất oxide ứng với hóa trị cao nhất, hydroxide tương ứng của X, Y và nêu tính acid – base của chúng.

Lời giải:

a) Nguyên tố X, Y thuộc hai nhóm A liên tiếp, tổng số proton bằng 23 nên phải nằm ở hai chu kì liên tiếp.

Có hai trường hợp xảy ra:

- Trường hợp 1: Số thứ tự nhóm của Y nhỏ hơn so với X:

Số proton của X là p thì của Y là p + 7

Ta có: p + p + 7 = 23

⇒ p = 8 ~ ₈O và p + 7 = 15 ~ ₁₅P (không thỏa mãn đề bài do phosphorus có phản ứng với oxygen).

- Trường hợp 2: Số thứ tự nhóm của Y lớn hơn so với X:

Số proton của X là p thì của Y là p + 9

Ta có: p + p + 9 = 23

⇒ p = 7 ~ ₇N và p + 9 = 16 ~ ₁₆S (thỏa mãn đề bài vì ở trạng thái đơn chất chúng không phản ứng với nhau).

Vậy cặp nguyên tố X, Y là N và S.

b) Oxide ứng với hóa trị cao nhất của N là N₂O₅, là acidic oxide, tan trong nước tạo ra hydroxide tương ứng HNO₃ là acid mạnh.

N₂O₅ + H₂O → 2HNO₃

Oxide ứng với hóa trị cao nhất của S là SO₃, là acidic oxide, tan trong nước tạo ra hydroxide tương ứng H₂SO₄ là acid mạnh.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Bài 7.20 trang 20 SBT Hóa học 10: Nguyên tố X có electron phân lớp ngoài cùng là np², nguyên tố Y có electron phân lớp ngoài cùng là np³. Hợp chất khí với hydrogen của X chứa a% khối lượng X, oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y chứa b% khối lượng Y. Tỉ số a : b = 3,365. Hợp chất A tạo bởi X và Y có nhiều ứng dụng chỉnh hình trong lĩnh vực ý khoa, vật liệu này cũng là một sự thay thế cho PEEK (polyether ether ketone) và titan, được sử dụng cho các thiết bị tổng hợp tủy sống. Khối lượng mol của A là 140g/mol.

a) Xác định X, Y.

b) Viết công thức của hợp chất khí với hydrogen của X, oxide ứng với hóa trị cao nhất, hydrogen tương ứng của X, Y và nêu tính acid – base của chúng.

Lời giải:

a) Theo giả thiết, X thuộc nhóm IVA và Y thuộc nhóm VA của bảng tuần hoàn. Hợp chất khí với hydrogen của X là XH₄ và oxide ứng với hóa trị cao nhất của Y là Y₂O₅.

Ta có: ⇒ $\frac{X}{X+4}:\frac{2Y}{2Y+80}=3,365$ => $\frac{2XY+80X}{2XY+8Y}=3,365$

⇒ 80X = 4,73XY + 26,92 Y (I)

Hợp chất tạo bởi X, Y có dạng X₃Y₄, ta có: 3X + 4Y = 140 (II)

Kết hợp (I) và (II), ta được: 3,5475X² – 65,36X – 942,2 = 0

⇒ X₁ = 27,93 và X₂ = -9,5 < 0

Chọn X = X₁ = 27,93 (Si) và Y = $\frac{140-3.27,93}{4}=14,05\left(N\right)$

⇒ Chất A là Si₃N₄ (silicon nitrite).

b) Hợp chất với hydrogen của X là SiH₄, oxide ứng với hóa trị cao nhất của Si là acidic oxide SiO₂, hydroxide tương ứng H₄SiO₄ hay H₂SiO₃.H₂O là acid yếu.

Hợp chất với hydrogen của Y là NH₃, oxide ứng với hóa trị cao nhất là N₂O₅ là acidic oxide tan trong nước tạo ra hydroxide tương ứng HNO₃ là acid mạnh

Xem thêm lời giải sách bài tập Hóa học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác: 

Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một nhóm

Bài 8: Định luật tuần hoàn. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 9: Ôn tập chương 2

Bài 10: Quy tắc octet