Lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 7 Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học sách Cánh diều hay, ngắn gọn sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi KHTN 7 Bài 6 từ đó học tốt môn Khoa học tự nhiên 7.
Giải bài tập KHTN lớp 7 Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học
Video giải KHNT 7 Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học - Cánh diều
Hãy cho biết mỗi nguyên tử C, O, Cl ghép được với tối đa bao nhiêu nguyên tử H. Dùng kí hiệu hóa học và các chữ số để mô tả trong những miếng ghép thu được có bao nhiêu nguyên tử của mỗi nguyên tố
Trả lời:
- 1 nguyên tử C ghép được tối đa 4 nguyên tử H => CH4
- 1 nguyên tử O ghép được tối đa 2 nguyên tử H => H2O
- 1 nguyên tử Cl ghép được tối đa 1 nguyên tử H => HCl
1. Hóa trị
Phương pháp giải:
H và Cl đều có hóa trị I
Trả lời:
- Trong hình 6.1, mỗi nguyên tử H và Cl góp 1 electron tạo ra đôi electron dùng chung giữa 2 nguyên tử
- H và Cl đều có hóa trị I
=> Hóa trị của nguyên tố = số electron mà nguyên tử của nguyên tố đã góp chung để tạo ra liên kết
Luyện tập 1 trang 40 KHTN lớp 7: Quan sát hình 6.3 và xác định hóa trị của C và O trong khí carbonic
Phương pháp giải:
Hóa trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác
Trả lời:
- Mỗi nguyên tử O góp chung 2 electron
- Nguyên tử C góp chung 4 electron
=> Nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử O bằng 4 cặp đôi electron chung
=> C có hóa trị IV và O có hóa trị II
Phương pháp giải:
- Nguyên tử N có 5 electron ở lớp ngoài cùng => Cần thêm 3 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm Ne
- Nguyên tử H có 1 electron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm He
- Trong hợp chất cộng hóa trị, hóa trị của nguyên tố = số electron mà nguyên tử nguyên tố đó góp chung với nguyên tử khác
Trả lời:
- Nguyên tử N có 5 electron ở lớp ngoài cùng => Cần thêm 3 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm Ne
- Nguyên tử H có 1 electron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm He
=> Khi 3 nguyên tử H và 1 nguyên tử N liên kết với nhau, mỗi nguyên tử H góp 1 electron và nguyên tử N góp ra 3 electron để tạo ra 3 đôi electron dùng chung
=> Sơ đồ tạo thành phân tử hydrogen chloride từ nguyên tử H và N:
=> Hợp chất NH3 là liên kết cộng hóa trị
- Mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron, nguyên tử N góp chung 3 electron
=> H có hóa trị I, N có hóa trị III
Phương pháp giải:
Quy tắc hóa trị: Khi các nguyên tử của 2 nguyên tố A, B liên kết với nhau, tích giữa hóa trị và số nguyên tử của A bằng tích giữa hóa trị và số nguyên tử của B
Trả lời:
Nguyên tố | Si | O |
Hóa trị | IV | II |
Số nguyên tử | 1 | 2 |
Tích hóa trị và số nguyên tử | IV x 1 = II x 2 |
=> Tích hóa trị và số nguyên tử của nguyên tố Si = tích hóa trị và số nguyên tử của nguyên tố O
Phương pháp giải:
Quy tắc hóa trị: Khi các nguyên tử của 2 nguyên tố A, B liên kết với nhau, tích giữa hóa trị và số nguyên tử của A bằng tích giữa hóa trị và số nguyên tử của B
Trả lời:
- Gọi số nguyên tử của nguyên tố Mg (II), Cl (I) lần lượt là x và y
- Áp dụng quy tắc hóa trị ta có: II.x = I.y
Phương pháp giải:
Bước 1: Gọi số nguyên tử của nguyên tố A, B lần lượt là x và y
Bước 2: Áp dụng quy tắc hóa trị
Bước 3: Tính tỉ lệ
Trả lời:
- Gọi số nguyên tử của nguyên tố A (III), B (II) lần lượt là x và y
2. Công thức hóa học
Câu hỏi 3 trang 41 KHTN lớp 7: Cho công thức hóa học của một số chất như sau:
a) N2 (nitrogen)
b) NaCl (sodium chloride)
c) MgSO4 (magnesium sulfate)
Xác định nguyên tố tạo thành mỗi chất và số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong phân tử
Phương pháp giải:
- Công thức hóa học gồm 2 phần:
+ Phần chữ: kí hiệu hóa học của các nguyên tố tạo thành chất
+ Phần số: số được ghi dưới chân kí hiệu hóa học, ứng với số nguyên tử của nguyên tố trong 1 phân tử
Trả lời:
a) N2: Nguyên tố tạo thành là N, có 2 nguyên tử N
b) NaCl gồm:
+ Nguyên tố Na, có 1 nguyên tử Na
+ Nguyên tố Cl, có 1 nguyên tử Cl
c) MgSO4 gồm:
+ Nguyên tố Mg, có 1 nguyên tử Mg
+ Nguyên tố S, có 1 nguyên tử S
+ Nguyên tố O, có 4 nguyên tử O
Luyện tập 5 trang 42 KHTN lớp 7: Viết công thức hóa học của các chất:
a) Sodium sulfide, biết trong phân tử có 2 nguyên tử Na và 1 nguyên tử S
b) Phosphoric acid, biết trong phân tử có 3 nguyên tử H, 1 nguyên tử P và 4 nguyên tử O
Phương pháp giải:
- Phần chữ: kí hiệu hóa học của các nguyên tố tạo thành chất
- Phần số: số được ghi dưới chân (bên phải) kí hiệu hóa học, ứng với số nguyên tử của nguyên tố trong 1 phân tử
Trả lời:
a) Sodium sulfide: 2 nguyên tử Na, 1 nguyên tử S
=> Na2S
b) Phosphoric acid: 3 nguyên tử H, 1 nguyên tử P, 4 nguyên tử O
=> H3PO4
Phương pháp giải:
- Phần chữ: kí hiệu hóa học của các nguyên tố tạo thành chất
- Phần số: số được ghi dưới chân (bên phải) kí hiệu hóa học, ứng với số nguyên tử của nguyên tố trong 1 phân tử
+ Hydrogen: H
+ Chlorine: Cl
+ Lưu huỳnh: S
Trả lời:
- Mô hình 1: 1 nguyên tử H, 1 nguyên tử Cl => HCl
- Mô hình 2: 2 nguyên tử H, 1 nguyên tử S => H2S
- Mô hình 3: 2 nguyên tử Cl => Cl2
Hãy cho biết:
a) Glucose được tạo thành từ những nguyên tố nào?
b) Khối lượng mỗi nguyên tố trong 1 phân tử glucose là bao nhiêu?
c) Khối lượng phân tử glucose là bao nhiêu?
Phương pháp giải:
a) Phần chữ của công thức hóa học: kí hiệu hóa học của các nguyên tố tạo thành chất
b) Khối lượng mỗi nguyên tố = khối lượng nguyên tử x chỉ số của nguyên tố đó
c) Khối lượng phân tử = tổng khối lượng của các nguyên tố tạo nên phân tử
Trả lời:
a) Glucose được tạo thành từ những nguyên tố: C, H và O
b)
- Nguyên tố C: Có 6 nguyên tử C (khối lượng nguyên tử: 12 amu)
=> Khối lượng nguyên tố C trong 1 phân tử glucose = 12 amu x 6 = 72 amu
- Nguyên tố H: Có 12 nguyên tử H (khối lượng nguyên tử: 1 amu)
=> Khối lượng nguyên tố H trong 1 phân tử glucose = 1 amu x 12 = 12 amu
- Nguyên tố O: Có 6 nguyên tử O (khối lượng nguyên tử: 16 amu)
=> Khối lượng nguyên tố O trong 1 phân tử glucose = 16 amu x 6 = 96 amu
c) Khối lượng phân tử glucose = khối lượng nguyên tố C + khối lượng nguyên tố H + khối lượng nguyên tố O
= 72 amu + 12 amu + 96 amu = 180 amu
Phương pháp giải:
Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 phân tử hợp chất
Bước 2: Tính khối lượng phân tử
Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
Trả lời:
Trong phân tử nước gồm: 1 nguyên tử O và 2 nguyên tử H
Ta có: Khối lượng của nguyên tố O trong nước là:
mO = 1 x 16 amu = 16 amu
Khối lượng của nguyên tố H trong nước là:
mH = 2 x 1 amu = 2 amu
=> Khối lượng phân tử nước là: Mnước = 16 + 2 = 18 amu
=> Ý kiến: Phần trăm khối lượng của H trong nước gấp 2 lần phần trăm khối lượng O là sai
Phương pháp giải:
Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 phân tử hợp chất
Bước 2: Tính khối lượng phân tử
Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
Trả lời:
Calcicum carbonate gồm: 1 nguyên tử Ca, 1 nguyên tử C và 3 nguyên tử O
Ta có: Khối lượng của nguyên tố Ca trong CaCO3 là:
mCa = 1 x 40 amu = 40 amu
Khối lượng của nguyên tố C trong CaCO3 là:
mC = 1 x 12 amu = 12 amu
Khối lượng của nguyên tố O trong CaCO3 là:
mO = 3 x 16 amu = 48 amu
=> Khối lượng phân tử CaCO3 là: MCaCO3 = 40 + 12 + 48 = 100 amu
Phương pháp giải:
Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 phân tử hợp chất
Bước 2: Tính khối lượng phân tử
Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
Trả lời:
Citric acid gồm: 6 nguyên tử C, 8 nguyên tử H và 7 nguyên tử O
Ta có: Khối lượng của nguyên tố C trong C6H8O7 là:
mC = 6 x 12 amu = 72 amu
Khối lượng của nguyên tố H trong C6H8O7 là:
mH = 1 x 8 amu = 8 amu
Khối lượng của nguyên tố O trong C6H8O7 là:
mO = 7 x 16 amu = 112 amu
=> Khối lượng phân tử C6H8O7 là: MC6H8O7 = 72 + 8 + 112 = 192 amu
Phương pháp giải:
Tính phần trăm của K trong 2 hợp chất là KCl và K2SO4
Bước 1: Tính khối lượng nguyên tố K có trong 1 phân tử hợp chất
Bước 2: Tính khối lượng phân tử
Bước 3: Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
Trả lời:
- Xét hợp chất KCl:
Ta có: Khối lượng của nguyên tố K trong KCl là:
mK = 1 x 39 amu = 39 amu
Khối lượng phân tử KCl là: MKCl = 1 x 39 amu + 1 x 35,5 amu = 74,5 amu
- Xét hợp chất K2SO4:
Ta có: Khối lượng của nguyên tố K trong K2SO4 là:
mK = 2 x 39 amu = 78 amu
Khối lượng phân tử K2SO4 là: MK2SO4 = 2 x 39 amu + 1 x 32 amu + 4 x 16 amu = 174 amu
=> Hàm lượng K trong KCl nhiều hơn trong K2SO4
=> Người trồng muốn sử dụng loại phân bón có hàm lượng K cao hơn thì nên chọn phân bón potassium sulfate
Phương pháp giải:
Bước 1: Đặt hóa trị của nguyên tố chưa biết là a
Bước 2: Xác định a dựa vào quy tắc hóa trị
Trả lời:
- Xét hợp chất HBr:
+ Gọi hóa trị của Br trong hợp chất là a
+ Vì H có hóa trị I nên ta có biểu thức:
a x 1 = I x 1 => a = I
=> Vậy H có hóa trị I và Br có hóa trị I
- Xét hợp chất BaO
+ Gọi hóa trị của Ba trong hợp chất là a
+ Vì O có hóa trị II nên ta có biểu thức:
a x 1 = II x 1 => a = II
=> Vậy O có hóa trị II và Ba có hóa trị II
Phương pháp giải:
Bước 1: Đặt công thức hóa học của chất là FexOy
Bước 2: Tính khối lượng của Fe và O trong 1 phân tử chất
Bước 3: Tìm x, y
Trả lời:
Đặt công thức hóa học của X là FexOy
Khối lượng của nguyên tố Fe trong 1 phân tử X là:
Khối lượng của nguyên tố O trong 1 phân tử X là:
160 – 112 = 48 amu
Ta có: 56 amu . x = 112 amu => x = 2
16 amu . y = 48 amu => y = 3
Vậy công thức hóa học của X là Fe2O3
Lý thuyết KHTN 7 Bài 6: Hóa trị, công thức hóa học
I. Hóa trị
1. Khái niệm về hóa trị
- Hóa trị là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử nguyên tố này với nguyên tử nguyên tố khác.
Ví dụ:
+ Trong phân tử hydrogen chloride, mỗi nguyên tử H và Cl góp chung 1 electron tạo ra đôi electron dùng chung giữa hai nguyên tử nên H và Cl có hóa trị I.
+ Trong phân tử khí carbonic, mỗi nguyên tử O góp chung 2 electron, nguyên tử C góp chung 4 electron. Như vậy nguyên tử C liên kết với 2 nguyên tử O bằng 4 đôi electron chung nên C có hóa trị IV và O có hóa trị II.
- Thông thường, hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị = số electron mà nguyên tử nguyên tố đó góp chung với nguyên tố khác.
- Trong hợp chất, H luôn có hóa trị I, O luôn có hóa trị II.
- Hóa trị của một số nguyên tố:
- Hóa trị của một số nhóm nguyên tử
2. Quy tắc hóa trị
- Quy tắc hóa trị: Khi các nguyên tử của hai nguyên tố A, B liên kết với nhau, tích giữa hóa trị và số nguyên tử của A bằng tích giữa hóa trị và số nguyên tử của B.
Ví dụ:
+ Trong phân tử nước, hóa trị và số nguyên tử tham gia liên kết của H và O như sau:
Nguyên tố |
H |
O |
Hóa trị |
I |
II |
Số nguyên tử |
2 |
1 |
Tích hóa trị và số nguyên tử |
I × 2 = II × 1 |
+ Trong phân tử sulfur dioxide (SO2), hóa trị và số nguyên tử tham gia liên kết của S và O như sau:
Nguyên tố |
S |
O |
Hóa trị |
IV |
II |
Số nguyên tử |
1 |
2 |
Tích hóa trị và số nguyên tử |
IV × 1 = II × 2 |
II. Công thức hóa học
1. Công thức hóa học
- Công thức hóa học dùng để biểu diễn chất.
- Công thức hóa học gồm hai phần:
+ Phần chữ: gồm kí hiệu hóa học của nguyên tố tạo thành chất.
+ Phần số: gồm các số được ghi bên phải, dưới chân kí hiệu hóa học, ứng với số nguyên tử của nguyên tố trong một phân tử (nếu chỉ có một nguyên tử thì không ghi). Các số này được gọi là chỉ số.
- Công thức hóa học của hợp chất có hai kí hiệu hóa học trở lên.
Ví dụ: NaCl, CaO, HNO3, BaSO4,…
- Công thức hóa học của các đơn chất chỉ có một kí hiẹu hóa học.
+ Với phi kim, phân tử thường có hai nguyên tử.
Ví dụ: N2, H2, O2, Br2,…
+ Với kim loại và một số phi kim, kí hiệu hóa học của nguyên tố được coi là công thức hóa học của đơn chất.
Ví dụ: Kim loại: Fe, Cu, Al, Mg,… và phi kim: C, S, P,…
2. Ý nghĩa của công thức hóa học
Công thức hóa học của một số chất cho biết một số thông tin
+ Nguyên tố tạo ra chất.
+ Số nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong một phân tử chất.
+ Khối lượng phân tử của chất.
Ví dụ: Công thức hóa học của nitric acid là HNO3:
+ Nitric acid được tạo thành từ H, N và O.
+ Trong một phân tử nitric acid có 1 nguyên tử H, 1 nguyên tử N và 3 nguyên tử O.
+ Khối lượng phân tử của nitric là:
1 × 1 amu + 1 × 14 amu + 3 × 16 amu = 63 amu
Biết công thức hóa học tính được phần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất
- Khi biết công thức hóa học của một chất, tính được thành phần phần trăm khối lượng của các nguyên tố tạo ra chất theo các bước sau:
+ Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong một phân tử hợp chất.
+ Tính khối lượng phân tử.
+ Tính phần trăm khối lượng của nguyên tố theo công thức:
(Khối lượng nguyên tố : Khối lượng phân tử hợp chất) × 100%
Ví dụ: Tính phần trăm khối lượng của Cu, O trong hợp chất CuO.
Hướng dẫn giải:
Ta có: Khối lượng của nguyên tố O trong CuO là:
mO = 1 × 16 amu = 16 amu
Khối lượng của nguyên tố Cu trong CuO là:
mCu = 1 × 64 amu = 64 amu
Khối lượng của phân tử CuO là: MCuO = 16 + 64 = 80 (amu)
Phần trăm khối lượng của Cu trong hợp chất CuO là:
Phần trăm về khối lượng của O trong hợp chất CuO là:
%mO = 100% - %mCu = 100% - 80% = 20%
Biết công thức hóa học và hóa trị của một nguyên tố, xác định được hóa trị của nguyên tố còn lại trong hợp chất
- Cách xác định hóa trị khi biết công thức hóa học và hóa trị của một nguyên tố:
+ Đặt hóa trị của nguyên tố chưa biết là a.
+ Xác định a dựa vào quy tắc hóa trị.
Ví dụ: Xác định hóa trị của Al trong hợp chất có công thực hóa học Al2O3.
Giải:
Gọi hóa trị của Al trong hợp chất là a.
Vì O có hóa trị II nên ta có biểu thức: a × 2 = II × 3 → a = III
Vậy Al có hóa trị III trong hợp chất Al2O3.
3. Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết hóa trị hoặc phần trăm khối lượng của các nguyên tố
a) Biết hóa trị của các nguyên tố, lập công thức hóa học của hợp chất tạo thành từ hai nguyên tố
- Nếu hai nguyên tố A, B có hóa trị tương ứng là a, b thì công thức hóa học của hợp chất tạo thành từ A và B được xác định như sau:
+ Đặt công thức hóa học của hợp chất AxBy.
+ Áp dụng quy tắc hóa trị, xác định tỉ lệ
+ Xác định x, y (x, y thường là những số nguyên tố nhỏ nhất thỏa mãn tỉ lệ trên).
Ví dụ: Lập công thức hóa học của hợp chất được tạo bởi S hóa trị IV và O.
Hướng dẫn giải
+ Đặt công thức của hợp chất là SxOy.
+ Theo quy tắc hóa trị: x × IV = y × II
+ Ta có tỉ lệ:
+ Công thức hóa học của hợp chất là: SO2.
b) Xác định công thức hóa học của hợp chất khi biết phần trăm khối lượng của các nguyên tố và khối lượng phân tử của hợp chất
- Khi biết phần trăm khối lượng của hai nguyên tố A, B tạo nên hợp chất và khối lượng phân tử của chất đó, xác định công thức hóa học theo bước sau:
+ Đặt công thức hóa học của hợp chất AxBy.
+ Tính khối lượng của A, B trong một phân tử chất.
+ Tìm x, y.
Ví dụ: R là hợp chất của Fe và O, khối lượng phân tử của R là 72 amu. Biết phần trăm khối lượng của oxygen trong R là 22,22%. Hãy xác định công thức hóa học của R.
Hướng dẫn giải
+ Đặt công thức hóa học của R là FexOy.
+ Khối lượng của nguyên tố O trong một phân tử R là:
+ Khối lượng của nguyên tố S trong một phân tử R là:
72 – 16 = 56 (amu)
+ Ta có: 16 amu × y = 16 amu ⇒ y = 1
56 amu × x = 56 amu ⇒ x = 1
Vậy công thức hóa học của R là FeO.
Xem thêm các bài giải SGK Khoa học tự nhiên lớp 7 Cánh diều hay, chi tiết khác:
Bài 5: Giới thiệu về liên kết hóa học
Bài 8: Đồ thị quãng đường - thời gian