Lý thuyết môn hoá học lớp 11
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.06 MB, 89 trang )
TR¯äNG THPT ĐÀO S¡N TÂY
LÝ THUY¾T
HĨA HâC 11
Ch°¢ng trình GDPT 2018
HỌ VÀ TÊN: …………………………………………………
LỚP: ……………………………………………………………
Năm học: 2023 – 2024
L¯U HÀNH NÞI BÞ
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Ch°¢ng 1: CÂN BÈNG HĨA HâC
Chï đÁ 1: KHÁI NIỈM VÀ CÂN BÈNG HĨA HâC
I. PHÀN ðNG MàT CHIÀU & PHÀN ðNG THUÄN NGHàCH
1. PhÁn ñng mát chiÁu 2. PhÁn ñng thuÅn nghách
PhÁn ñng mát chiÁu là phÁn āng PhÁn ñng thuÅn nghách là phÁn āng xÁy ra
xÁy ra theo một chiều từ chất đầu theo hai chiều ng°ợc nhau trong cùng điều
Khái niÇm sang sÁn phẩm trong cùng một điều kiện.
kiện.
aA + bB ⎯⎯³ cC + dD aA + bB cC + dD
BiÃu diÅn Bằng một mũi tên : ² Bằng hai nửa mũi tên ng°ợc chiều
nhau: chiều thuận
chiều nghịch
Ví dí t0 H2(g) + I2(g) 2HI(g)
CH4 + 2O2 ⎯⎯³ CO2 + 2H2O
NaOH + HCl ⎯⎯³ NaCl + H2O
II. CÂN BÈNG HÓA HâC
1. Tr¿ng thái cân bÉng
Tr¿ng thái cân bằng cÿa phÁn āng thuận nghịch là tr¿ng thái t¿i đó tốc đß phản ứng thuận bằng tốc đß
phản ứng nghịch (vt = vn)
2. Hẫng sỗ cõn bẫng
a) Biu thc ca hng s cõn bằng
Xét phÁn āng thuận nghịch tổng quát: aA + bB cC + dD
[C]c.[D]d
KC = a b
[A] .[B]
* Mßt số l°u ý:
- Trong đó : [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol cÿa các chất A, B, C, D á tr¿ng thái cân bằng.
a,b,c,d là hệ số tỉ l°ợng cÿa các chất trong ph°¡ng trình hóa học cÿa phÁn āng.
- KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bÁn chất cÿa phÁn āng.
- Đối với các phÁn āng có chất rắn tham gia, khơng biểu diễn nồng độ cÿa chất rắn trong biểu thāc KC
1
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Ví dụ: C(s) + CO2(g) 2CO(g) [CO]2
KC =
[CO2 ]
b) Ý nghĩa của hằng số cân bằng
KC càng lớn thì phÁn āng thuận càng chiếm °u thế h¡n và ng°ợc l¿i, KC càng nhỏ thì phÁn āng
nghịch càng chiếm °u thế h¡n.
III. CÁC Y¾U Tỉ ÀNH H¯ỉNG Đ¾N SĄ CHUN DàCH CÂN BÈNG HểA HõC
1. nh hỗng cùa nhiầt ỏ (cht khớ, cht lång)
< Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giÁm nhiệt độ, tāc là chiều phÁn āng thu
nhiệt ( ΔrH298 0 > 0 ), nghĩa là chiều làm giÁm tác động cÿa việc tăng nhiệt độ và ng°ợc l¿i=
Cách nhã:
* ΔrH298 0 <0 : là phÁn ñng tåa nhiÇt. * ΔrH298 0 > 0 : là phÁn đng thu nhiÇt.
* Khi tăng t0 => phÁn āng theo chiều thu nhiệt ΔrH298 0 > 0
* Khi giÁm t0 => phÁn āng theo chiều tỏa nhiệt ΔrH298 0 <0
L°u ý: Một phÁn āng có ghi ΔrH298 0 thì mặc định ΔrH298 0 này là āng với chiều thuận cÿa phÁn āng.
Thí nghiÇm 1: Cho cân bằng: 2NO2(g) N2O4 (g) ΔrH298 0 <0
(màu nâu) (khơng màu)
Thí nghiÇm 2: CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH ΔrH298 0 >0
2
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Dung dách CHCOONa +
phenolphtalein
nh hỗng cùa nhiầt ỏ n s chuyÃn dách cân bÉng
CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH
Quan sát hiện t°ợng hai thí nghiệm trên và hồn thành bÁng sau:
Thđ tą Tác HiÇn t°ëng chiÁu chuyÃn dách cân chiÁu chuyÃn dách cân bÉng
đáng bÉng (thuÅn/nghách) (phÁn đng tåa nhiÇt/thu nhiÇt)
Thí ý t0 màu nâu nghịch thu nhiệt
đậm dần thuận tỏa nhiệt
nghiÇm màu nâu
nh¿t dần
1 ÿ t0
Thí ý t0 màu hồng thuận thu nhiệt
đậm dần nghịch tỏa nhiệt
nghiÇm
2 ÿ t0 màu hồng
nh¿t dần
2. nh hỗng cùa nộng ỏ (cht khớ, cht lồng)
Cách nhã:
aA + bB cC + dD
- Tăng Cpā (CA, CB) => chiều thuận (làm giÁm CA, CB) ; GiÁm Cpā (CA, CB) => chiều nghịch (làm
tăng CA, CB).
- Tăng Csp(CC, CD) => chiều nghịch (làm giÁm CC, CD) ; GiÁm Csp (CC, CD) => chiều thuận (làm
tăng CC, CD)
Ví dí: CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH
3
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Quan sát hiện t°ợng thí nghiệm trên và hoàn thành bÁng sau:
Tác đáng HiÇn t°ëng chiÁu chuyÃn dách cân bÉng chiÁu chuyÃn dách cân bÉng
(thuÅn/nghách) (tăng/giÁm néng đá)
Tăng nồng độ màu hồng thuận giÁm nồng độ CH3COONa
CH3COONa đậm dần
giÁm nồng độ CH3COOH
Tăng nồng độ màu hồng nghịch
CH3COOH nht dn
3. nh hỗng cùa ỏp sut (cht khớ)
Cách nhã:
- Tăng p => chiều giÁm tổng hệ số khí - GiÁm p => chiều tăng tổng hệ số khí.
=> Áp suất khơng ảnh h°ởng đến cân bằng có tổng hệ số khí 2 vế bằng nhau hoặc trong cân bằng
khơng có chất khí.
Ví dụ:
Câu 1: Cho phÁn āng: N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔrH298 0 <0
Khi tăng áp suất thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nào?
A. Chiều nghịch B. Không chuyển dịch C. Chiều thuận D. Không xác định đ°ợc
Câu 2: Khi tăng áp suất cÿa hệ phÁn āng sau thì cân bằng sẽ
CO (g) + H2O(g) CO2(g) + H2(k)
A. chuyển dịch theo chiều thuận B. chuyển dịch theo chiều nghịch
C. không chuyển dịch D. chuyn dch theo chiu thun ri cõn bng
4. nh hỗng chÃt xúc tác
Trong phÁn āng thuận nghịch nếu dùng chất xúc tác thì tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng
nghịch tăng như nhau nên chÃt xúc tác khơng có tác díng làm chun dách cân bÉng , mà chỉ có tác
dụng làm cho phÁn āng nhanh chóng đ¿t đến tr¿ng thái cân bằng.
=> chÃt xúc tác không nh hỗng n cõn bẫng húa hóc
5. Nguyờn lớ chuyn dách cân bÉng Le Chatelier
< Một phÁn āng thuận nghịch đang á tr¿ng thái cân bằng, khi chịu một tác động bên ngoài làm thay đổi
nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giÁm tác động bên ngồi đó=.
4
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
=>Ý nghĩa của nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: Trong kĩ thuật cơng nghiệp hóa học, có
thể thay đổi các điều kiện chuyển dịch cân bằng theo chiều mong muốn => tăng hiệu suất cÿa phÁn
āng.
Ví dí: Trong cơng nghiệp, ammonia đ°ợc tổng hợp theo phÁn āng
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔrH298 0 = 291,8kJ
ĐÃ tăng hiÇu st (phÁn đng theo chiÁu thuÅn) tổng hëp NH3 thì ta c¿n:
➢ Tăng áp suất (do tổng số mol khí á vế tr°ớc là 4, á vế sau là 2 => chiều thuận là chiều giÁm số
mol khí => phÁi tăng áp suất; áp suất thực tế khoÁng 200 bar).
➢ GiÁm nhiệt độ ( ΔrH298 0 <0 (giÁm) là chiều thuận, muốn theo chiều thuận thì nhiệt độ phÁi giÁm
theo; nhiệt độ thực tế khoÁng 4500C).
Chï đÁ 2: CÂN BÈNG TRONG DUNG DCH NõC
I. S IặN LI
1. Hiần tởng iần li:
Quá trình phân li các chất khi tan trong n°ớc thành ion đ°ợc gọi là sự điện li.
2. ChÃt điÇn li
a) ChÃt điÇn li và chÃt khơng điÇn li
ChÃt ChÃt điÇn li ChÃt khơng điÇn li
Chất khơng điện li là chất khi tan trong
Khái niÇm Chất điện li là chất khi tan trong n°ớc không phân li thành các ion.
n°ớc phân li thành các ion. Không dẫn điện
Các chất á d¿ng rắn khan, n°ớc cất, dung
Tính chÃt Dẫn điện dịch saccharose (C12H22O11), alcohol
ethylic (C2H5OH), glycerine: C3H5(OH)3.
Hầu hết dung dịch acid, base, muối.
Ví dí
5
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
b) ChÃt điÇn li m¿nh và chÃt điÇn li y¿u ChÃt điÇn li y¿u
ChÃt điÇn li m¿nh Chất điện li yếu là chất khi tan trong n°ớc
Khái Chất điện li m¿nh là chất khi tan trong n°ớc
niÇm hầu hết các phân tử chất tan đều phân li ra ion. chỉ có một phần số phân tử chất tan phân li
ra ion, phần còn l¿i vẫn tồn t¿i á d¿ng phân
tử trong dung dịch.
BiÃu Bằng một mũi tên : ² Bằng hai nửa mũi tên ng°ợc chiều
diÅn
nhau: chiều thuận
chiều nghịch
-Acid m¿nh: H2SO4, HCl, HNO3, HClO3, - Acid y¿u: H2CO3, H2SO3, H2S, HClO,
HClO4, HBrO3, HBrO4 , HBr, HI HClO2, HBrO, HBrO2, HF, CH3COOH,
HCl ⎯⎯³ H+ + Cl- HCOOH, H3PO4, HCN,...
Gém CH3COOH CH3COO- + H+
các
- Base m¿nh = base tan (1OH và Ba(OH)2, - Base y¿u = base không tan (3OH và các
chÃt Sr(OH)2, Ca(OH)2 )
tr°ßng hợp cịn l¿i cÿa 2OH).
NaOH ⎯⎯³ Na+ + OH-
- Muỗi: hu ht cỏc mui tr HgCl2, Hg(CN)2 Bi(OH)3 Bi3+ + 3OH-
là điện li yếu.
- Muỗi : HgCl2, Hg(CN)2
K3PO4 ⎯⎯³ 3K+ + PO432
HgCl2 Hg2+ + 2Cl-
II. THUYắT ACID - BASE CợA BRONSTED 4 LOWRY
1. Khái niÇm acid và base theo thuy¿t Brønsted 3 Lowry
- Acid là chất cho proton (H+) và base là chất nhận proton.
Ví dí 1:
HCl + H2O ⎯⎯³ H3O+ + Cl2
H+ => HCl cho H+ , HCl là acid; H2O nhận H+ , H2O là base.
Ví dí 2:
NH3 + H2O NH4+ + OH2
H+
Trong phÁn āng thuận, NH3 nhận H+ cÿa H2O, NH3 là base, H2O là acid. Trong phÁn āng nghịch, ion
NH4+ là acid, ion OH2 là base.
Ví dí 3:
CO322 + H2O HCO32 + OH2
H+
Trong phÁn āng thuận, CO322 nhận H+ cÿa H2O, CO322 là base, H2O là acid. Trong phÁn āng nghịch,
ion HCO32 là acid, ion OH2 là base.
Ví dí 4:
a)
HCO32 + H2O H3O+ + CO322
H+
6
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Trong phÁn āng thuận, HCO32 nh°ßng H+ , HCO32 là acid, H2O là base. Trong phÁn āng nghịch, ion
CO322 là base, ion H3O+ là acid.
b)
HCO32 + H2O OH2 + H2CO3
H+
Trong phÁn āng thuận, HCO 2 nhận H+ từ H2O , HCO 32 là base, H2O là acid. Trong phÁn āng nghịch,
3
H2CO3 là acid, ion OH2 là base.
NhÅn xét: Ion HCO32 , H2O vừa có thể nhận H+ , vừa có thể cho H+ nên ion HCO32 , H2O là chất l°ỡng
tính.
2. ¯u điÃm thuy¿t Brønsted 3 Lowry
Theo thuyết Arrhenius, trong phân tử acid phÁi có nguyên tử H, trong n°ớc phân li ra ion H+ ,
trong phân tử base phÁi có nhóm OH,, trong n°ớc phân li ra ion OH2 .
Theo Arrhenius chỉ đúng cho tr°ßng hợp dung mơi là n°ớc. Thuyết acid -base cÿa Brønsted –
Lowry tổng quát h¡n thuyết Arrhenius, phân tử khơng có nhóm OH nh° NH3 hoặc ion CO322 cũng là
base.
III. KHÁI NIỈM pH VÀ Ý NGH)A CỵA pH TRONG THĄC TIÄN
Trong dung dịch n°ớc, tích số KW =[H+].[OH-] là một hằng số, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và
đ°ợc gọi là tích số ion cÿa n°ớc. à 25 °C, KW = 10-14, tuy nhiên giá trị này có thể đ°ợc dùng khi nhiệt
độ không khác nhiều với 25 °C.
ỗi vói nóc tinh khi¿t: [H+]=[OH- ]= 10214 = 10-7 (mol/L).
Trong kí hiệu KW, W là viết tắt cÿa từ tiếng Anh: water (n°ớc).
1. Khái niÇm pH
Nồng độ ion H+ hoặc ion OH- đ°ợc dùng để đánh giá tính acid hoặc tính base cÿa các dung dịch.
Tuy nhiên, nếu các dung dịch có nồng độ H+, nồng độ OH- thấp, chúng là những số có số mũ âm hoặc
có nhiều chữ số thập phân. Vì vậy, để tiện sử dụng, ng°ßi ta dùng đ¿i l°ợng pH với quy °ớc nh° sau:
pH = 3 lg[H+] ho¿c [H+] = 10-pH
Trong đó [H+] là nồng độ mol cÿa ion H+.
Nếu dung dịch có [H+] = 10-a mol/L thì pH = a.
Ví dí: [H+] = 10-2 mol/L thì pH = 2.
➢Mơi tr°ßng acid là mơi tr°ßng có [H+] > [OH-] nên [H+] > 10-7 mol/L hay pH < 7.
➢Mơi tr°ßng base là mơi tr°ßng có [H+] < [OH-] nên [H+] < 10-7 mol/L hay pH > 7.
➢Mơi tr°ßng trung tính là mơi tr°ßng có [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L hay pH = 7.
Thang pH th°ång dùng có giá trá tÿ 1 đ¿n 14.
2. Ý ngh*a cïa pH trong thąc tiÅn
7
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Chỉ số pH có ý nghĩa to lớn trong thực tiễn, pH có liên quan đến sāc khoẻ cÿa con ng°ßi, sự phát
triển cÿa động vật, thực vật, ...
Chò sỗ pH cùa các dung dách trong c¢ thÃ
➢Trong c¡ thể cÿa ng°ßi, máu và các dịch cÿa d¿ dày, mật,... đều có giá trị pH trong một
khoÁng nhất định. Chỉ số pH trong c¡ thể có liên quan đến tình tr¿ng sāc khoẻ. Nếu chỉ số pH tăng
8
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
hoặc giÁm đột ngột, không nằm trong giới h¿n cho phép thì có thể là dấu hiệu ban đầu cÿa bệnh lí,
ng°ßi bệnh cần đ°ợc khám để tìm ra nguyên nhân.
➢Một số động vật sống d°ới n°ớc cần mơi tr°ßng có giá trị pH thích hợp, ví dụ: tơm và cá
°a sống trong mơi tr°ßng n°ớc có pH khng 7,5 – 8,5.
➢Một số lo¿i thực vật chỉ phát triển tốt trong đất có giá trị pH thích hợp, ví dụ
Cây chè Cây lúa Cây cà chua
pH 4,5-5,5 5.5-6.50 6,0 7,0
➢Trong đßi sống hàng ngày, các sÁn phẩm nh° dầu gội, xà phịng, kem d°ỡng da,... cũng
đều cần có giá trị pH trong một khoÁng nhất định để an tồn cho ng°ßi sử dụng.
3. Xác đánh pH
Giá trị pH cÿa dung dịch đ°ợc xác định gần đúng bằng cách sử dụng chất chỉ thị acid – base. Khi
cần xác định giá trị pH chính xác h¡n, ng°ßi ta sử dụng máy đo pH. Chất chỉ thị acid – base là chất có
màu sắc biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH cÿa dung dịch. Một số chất chỉ thị nh° giấy pH, giấy quỳ,
phenolphthalein có màu sắc thay đổi trong các khoÁng pH khác nhau
Bảng Màu của giấy pH, giấy quỳ và phenolphthalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau
IV. SĄ THUỶ PHÂN CỵA CÁC ION
1. Mơi tr°ång cïa mát sỗ dung dỏch muỗi
Muỗi to bỗi Acid m¿nh - base y¿u Acid y¿u - base m¿nh Acid m¿nh - base m¿nh
pH > 7, base pH û 7, trung tính
pH, mơi tr°ång pH < 7, acid Na2SO4, NaNO3
Na2CO3, K2SO3,..
Ví dí AlCl3, FeCl3...
Cho các dung dịch sau: Na2CO3, AlCl3, FeCl3.
1. Dùng giấy pH xác định giá trị pH gần đúng cÿa các dung dịch trên.
2. Nhận xét và giÁi thích về mơi tr°ßng cÿa các dung dịch trên.
Khi tan trong n°ớc, muối phân li thành các ion. PhÁn āng giữa ion với n°ớc t¿o ra các dung dịch
có mơi tr°ßng khác nhau đ°ợc gọi là phÁn āng thuỷ phân.
Na2CO3 AlCl3 FeCl3.
1.pH pH >7(ghi thực tế) pH <7(ghi thực tế) pH <7(ghi thực tế)
2. NhÅn Trong dung dịch Na2CO3, ion Trong dung dịch AlCl3, và FeCl3, ion Cl2 không bị thuỷ
Na+ không bị thuỷ phân, còn phân, các ion Al3+ và Fe3+ bị thuỷ phân trong n°ớc t¿o
CO322 thuỷ phân trong n°ớc t¿o ion H+ theo ph°¡ng trình á d¿ng đ¡n giÁn nh° sau:
xét, giÁi ion OH2 theo ph°¡ng trình: Al3+ +H2O Al(OH)2+ + H+
thích
CO322 +H2O HCO32 +OH2 Fe3+ +H2O Fe(OH)2+ + H+
Vì vậy, dung dịch Na2CO3 có Do đó, dung dịch AlCl3, FeCl3, có mơi tr°ßng acid.
mơi tr°ßng base.
ðng Đ°ợc sử dụng trong công -Trong thực tế, các lo¿i đất có chāa nhiều ion Al3+, Fe3+
díng nghiệp thực phẩm, dệt, nhuộm, có giá trị pH thấp hay cịn gọi là đất chua. Để khử chua,
công nghiệp thuỷ tinh, ng°ßi ta bón vơi cho đất.
9
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
silicate,... - Phèn nhôm (NH4)2SO4.Al2(SO4)3.24H2O
và phèn iron (NH4)2SO4.Al2(SO4)3.24H2O đ°ợc sử dụng
làm chất keo tụ trong q trình xử lí n°ớc, dùng làm chất
cầm màu trong công nghiệp dệt, nhuộm, hoặc làm chất
kết dính, chống nh trong cơng nghiệp giấy,...
V. CHN Đà ACID-BASE
1. Nguyên tÇc
ChuÁn đá là ph°¡ng pháp xác định nồng độ cÿa một chất bằng một dung dịch chuẩn đã biết
nồng độ. Dựa vào thể tích cÿa các dung dịch khi phÁn āng vừa đÿ với nhau, xác định đ°ợc nồng độ
dung dịch chất cần chuẩn độ.
Trong phịng thí nghiệm, nồng độ cÿa dung dịch base m¿nh (ví dụ NaOH) đ°ợc xác định bằng
một dung dịch acid m¿nh (ví dụ HCl) đã biết tr°ớc nồng độ mol dựa trên phÁn āng:
NaOH + HCl ⎯⎯³ NaCl + H2O
Khi các chất phÁn āng vừa đÿ với nhau, số mol HCl phÁn āng bằng số mol NaOH.
Ta có: VHCl.CHCl = VNaOH.CNaOH
Trong đó:
CHCl và CNaOH lần l°ợt là nồng độ mol cÿa dung dịch HCl và dung dịch NaOH;
VHCl và VNaOH lần l°ợt là thể tích cÿa dung dịch HCl và dung dịch NaOH (cùng đ¡n vị đo).
Khi biết VHCl, VNaOH trong quá trình chuẩn độ và biết CHCl sẽ tính đ°ợc CNaOH
Thßi điểm để kết thúc chuẩn độ đ°ợc xác định bằng sự đổi màu cÿa chất chỉ thị phenolphthalein.
2. Thąc hành chuÁn đá acid 3 base
Chuẩn bị:
- Dung dịch HCl 0,1 M; dung dịch NaOH nồng độ khoÁng 0,1 M; dung dịch phenolphthalein.
- Pipette 10 mL; burette 25 mL; bình tam giác 100 mL; bình tia n°ớc cất; giá đỡ; kẹp burrete.
Tiến hành:
- Dùng pipette lấy 10 mL dung dịch HCl 0,1 M cho vào bình tam giác, thêm 1 – 2 giọt
phenolphthalein.
- Cho dung dịch NaOH vào burette, điều chỉnh dung dịch trong burette về māc 0.
- Má khố burette, nhỏ từng giọt dung dịch NaOH xuống bình tam giác (lắc đều trong quá trình
chuẩn độ) đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nh¿t (bền trong khoÁng 10 giây) thì dừng
chuẩn độ.
- Ghi l¿i thể tích dung dịch NaOH đã dùng.
Tiến hành chuẩn độ ít nhất ba lần, ghi số liệu thực nghiệm và hoàn thành vào vở theo mẫu bảng sau.
VHCl(mL) VNaOH(mL) Vtb NaOH(mL) CNaOH (mol/lít)
Thí nghiÇm 1
Thí nghiÇm 2
Thí nghiÇm 3
10
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Ngồi chÃt chß thá phenolphthalein ng°åi ta cịn sā díng các chÃt chÃt chß thá khác nh° sau:
Tên chÃt chß thá thơng díng KhoÁng pH đổi màu Màu d¿ng acid - base
Methy orange (Metyl da cam) 3,1 -4,4 Đỏ - Vàng
Methy red (Metyl đỏ) 4,2 -6,3 Đỏ - Vàng
Phenolphthalein 8,3 -10,0 Không màu - hồng
Chï đÁ 3: ÔN TÄP CH¯¡NG 1
1. Cân bÉng hóa hãc
Phản ứng một chiều Phản ứng thuận nghịch
PhÁn āng chỉ xÁy ra một chiều từ chất đầu t¿o PhÁn āng xÁy ra theo hai chiều ng°ợc nhau trong
thành sÁn phẩm trong cùng một điều kiện. cùng điều kiện.
aA + bB ⎯⎯³ cC + dD aA + bB cC + dD
Tr¿ng thái vthuận = vnghịch; nồng độ các chất không thay đổi.
cân bÉng
aA + bB cC + dD
Hẫng sỗ cõn
bÉng [C]c.[D]d
KC = a b
Các yu tỗ
nh hỗng [A] .[B]
đ¿n cân bÉng - Trong đó : [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol cÿa các chất A, B, C, D á tr¿ng thái
cân bằng. a,b,c,d là hệ số tỉ l°ợng cÿa các chất trong ph°¡ng trình hóa học cÿa
hóa hãc phÁn āng.
Nguyên lí - KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bÁn chất cÿa phÁn āng.
chuyÃn dách Nhiệt độ, nồng độ, áp suất.
cân bÉng Le
Chatelier Một phÁn āng thuận nghịch đang á tr¿ng thái cân bằng, khi chịu một tác động bên
ngoài làm thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo
chiều làm giÁm tác động bên ngồi đó.
11
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
2. Cân bÉng trong dung dách n°ãc Thuyết acid -base của Brønsted –
Sự điện li Lowry
Acid là chất cho proton.
Quá trình phân li các chất trong n°ớc ra ion. Base là chất nhận proton
Chất điện li m¿nh: acid m¿nh, base m¿nh, hầu hết muối.
Chất điện li yếu: acid yếu, base yếu.
Chất không điện li: n°ớc, saccharose (C12H22O11), alcohol
ethylic (C2H5OH), glycerine: C3H5(OH)3.
Trong dung dịch n°ớc, một số ion nh° Al3+, Fe3+, CO322 phÁn āng với n°ớc t¿o ra dung dịch có mơi
tr°ßng acid/base.
Ch°¢ng 2: NITROGEN - SULFUR
Chï đÁ 1: NITROGEN
I. TR¾NG THÁI TĄ NHIÊN : Nitrogen tồn t¿i á d¿ng đ¡n chất và hợp chất.
- Đ¢n chÃt: Nitrogen chiếm 75,5% khối l°ợng, 78% thể tích khơng khí. Ngun tố Nitrogen có 2 đồng
vị 14 N(99,63%) và 15 N (0,37%)
- Hëp chÃt: Nitrogen có trong diêm tiêu natri hay diêm tiêu Chile (NaNO3), thành phần protein,
nucleic acid…và nhiều hợp chất hữu c¡, trong đất và n°ớc : tồn t¿i ion nitrate ( NO32 ), nitrite ( NO22 )
và amamonium ( NH4+ ), chorophyll (chất diệp lục).
II. CÂU T¾O NGUYÊN TĀ, PHÂN TĀ
1. CÃu t¿o nguyên tā
- Nguyên tố nitrogen á ơ số 7, nhóm VA, chu kì 2 trong bÁng tuần hồn.
- Có độ âm điện lớn (3,04), là phi kim điển hình.
- Các số oxi hố th°ßng gặp cÿa nitrogen : -3,0,+1,+2,+3,+4,+5.
3 0 1 2 3 4 5
NH3; NH4 N 2 N2O NO N2O3 NO2 N2O5; NO3
2. CÃu t¿o phân tā
- Phân tử nitrogen gồm 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng một liên kết ba (1 +2Ā ), không phân cực.
- Công thāc phân tử : N2
- Công thāc electron: N N ; Công thāc Lewis: ;
- Công thāc cấu t¿o: N ú N, ENúN =945kJ/mol
12
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
III. TÍNH CHÂT VÄT LÍ
- à điều kiện th°ßng, nitrogen là chất khí, khơng màu, khơng mùi, khơng vị, khó hố lỏng (hóa lỏng á
-1960C), hóa rắn -2100C.Tan rất ít trong n°ớc :1 lít n°ớc hịa tan đ°ợc 0,012 (0,015) lít nitrogen.
- Khí nitrogen khơng duy trì sự cháy và sự hơ hấp.
IV. TÍNH CHÂT HỐ HâC
- Khí N2 á nhiệt độ th°ßng khá tr¡, nhiệt độ cao ho¿t động h¡n. Thể hiện cÁ tính khử và tính oxi hố
1. Tác díng vãi hydrogen
N2(g) +3H2(g) to ,p,xt 2NH3(g) rH298 0 =-92kJ.
- t0(3800C - 4500C, p (25bar -200bar) xt (Fe) : Sách Chân Trßi sáng t¿o.
- t0(4000C - 6000C, p (200bar) xt (Fe) : Sách cánh Diều
2. Tác díng vãi oxygen
- à 30000C (hoặc tia lửa điện), nitrogen kết hợp với oxygen t¿o nitrogen monoxide
N2(g) + O2(g) 3000o C 2NO(g) rH298 0 =180,6kJ.
- Trong tự nhiên, phÁn āng trên xÁy ra trong c¡n m°a dông kèm sấm chớp, khái đầu quá trình t¿o và
cung cấp đ¿m nitrate cho đất từ n°ớc m°a:
+O2 +O2 +O2 +H2O + 2
N2 ⎯⎯⎯³ NO ⎯⎯⎯³ NO2 ⎯⎯⎯⎯³ HNO3 ⎯⎯³ H +NO3
N2(g) + O2(g) 3000o C 2NO(g) rH298 0 =180,6kJ.
2NO(g) + O2(g) ⎯⎯³ 2NO2 (g) rH298 0 = -116,2kJ.
4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l) ⎯⎯³ HNO3(aq)
- Thực tế, quá trình đốt chát nhiên liệu á nhiệt độ cao, các ho¿t động giao thôn vận tÁi, sÁn xuất cơng
nghiệp gây phát thÁi các oxide cÿa nitrogen vào khí quyển.
V. ðNG DìNG
- Là một trong những nguyên tố dinh d°ỡng chính cÿa thực vật.
- Trong cơng nghiÇp : tổng hợp ammonia(NH3), sÁn xuất HNO3, sÁn xuất phân đ¿m…làm môi tr°ßng
tr¡ trong luyện kim, điện tử, h¿n chế cháy nổ…
- Trong y t¿ và nghiên cñu khoa hãc: Nitrogen lỏng làm mơi tr°ßng đơng l¿nh để bÁo qn máu, tế
bào, trāng, tinh trùng, các mẫu vật sinh học khác, đông l¿nh thực phẩm…
13
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Chï đÁ 2: AMMONIA - MUæI AMMONIUM
I. AMMONIA (NH3)
1. CÃu t¿o phân tā
- Phân tử ammonia đ°ợc t¿o bái 1 nguyên tử nitrogen liên kết với 3 nguyên tử hidrogen ² Phân tử có
d¿ng hình chóp tam giác.
- Đặc điểm cấu t¿o cÿa phân tử:
+ Nguyên tử N cịn 1 cặp e khơng liên kết, t¿o ra vùng có mật độ điện tích âm trên ngun tử N.
+ Liên kết N-H phân cực về phía N ² Nguyên tử H mang một phần điện tích d°¡ng => t¿o đ°ợc liên
kết hydrogen giữa các phân tử ammonia và với n°ớc.
H H H H H
H NHN HN H NHO HN HO
H H H H H H H
Liên k¿t hydrogen giăa các phân tā NH3 Liên k¿t hydrogen giăa các phân tā NH3 và H2O
+ Liên kết N-H t°¡ng đối bền, EN-H = 386 kJ/mol
2. Tính chÃt vÅt lí
- NH3 tồn t¿i trong cÁ mơi tr°ßng đất, n°ớc và khơng khí.
- NH3 là chất khí, khơng màu, nhẹ h¡n khơng khí, mùi khai và xốc.
- Tan nhiều trong n°ớc, dung dịch ammonia đặc th°ßng có nồng độ 25%.
- Hóa lỏng á -33,3oC, hóa rắn á -77,7oC.
3. Tính chÃt hóa hãc
a. Tính base
- Tác dụng với n°ớc: NH3 +H2O NH4+ +OH2
=>NH3 nhận proton H+ cÿa H2O ² Dung dịch NH3 có mơi tr°ßng base yếu, làm quỳ tím hóa xanh,
làm phenolphtalein hóa hồng.
- Tác dụng với acid:
14
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
GiÁi thích są t¿o thành ion ammonium d¿ng hình hãc
NH3 tác díng vãi HCl NH3 d¿ng khí & dung dịch
NH3 + H+ ⎯⎯³ NH4+ => ammonia là base theo Bronsted
NH3(g) + HCl(g) ⎯⎯³ NH4Cl(s) : ammonium chloride. SÁn xuất phân bón trong
công nghiệp
NH3 +HNO3 ⎯⎯³ NH4NO3: ammonium nitrate.
2NH3+H2SO4 2:1 (NH4)2SO4 ammonium sulfate
⎯⎯³
1:1 NH4HSO4: ammonium hydrogen sulfate
NH3+H2SO4 ⎯⎯³
NH3 + H3PO4 1:1 NH4H2PO4 : ammonium dihydrogen phosphate Phân phāc hợp ammophos:
NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4
⎯⎯³
2NH3 + H3PO4 2:1 (NH4)2HPO4 :ammonium hydrogen phosphate
⎯⎯³
3NH3 + H3PO4 3:1 (NH4)3PO4 :ammonium phosphate
⎯⎯³
- Tác dụng với dung dịch muối một số kim lo¿i (không phÁn āng với n°ớc á điều kiện th°ßng) t¿o
hydroxide cÿa kim lo¿i đó.
Ví dụ: MgCl2(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) ⎯⎯³ Mg(OH)2(s) + 2NH4Cl(aq)
b. Tính khā: N trong NH3 có số oxi hóa -3 (māc oxi hóa thấp nhất cÿa N) ² Tính khử
to
- Tác dụng với oxygen khơng có xúc tác: 4NH3 +3O2 ⎯⎯³ 2N2 +6H2O => ngọn lửa màu vàng.
800-900oC
- Tác dụng với oxygen có xúc tác: 4NH3 + 5O2 ⎯⎯P⎯t ⎯³ 4NO + 6H2O
4. ðng díng
- Tác nhân làm l¿nh.
- Làm dung môi.
- SÁn xuất nitric acid.
- SÁn xuất phân đ¿m.
15
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
5. SÁn xt trong cơng nghiÇp
Thực hiện á 450-500oC, xúc tác Fe, áp suất 150-200 bar:
2N2(g) +3H2(g) xt,to ,p 2NH3(g) ;ΔrH298 0 =-91,8kJ
II. MI AMMONIUM
1. Tính tan và są điÇn li
- Một số muối ammonium phổ biến: NH4Cl, NH4ClO4, NH4NO3, (NH4)2SO4, NH4H2PO4,
(NH4)2HPO4, NH4HCO3, (NH4)2Cr2O7.
- Hầu hết tan trong n°ớc, phân li hoàn toàn ra ion. Ví dụ: NH4Cl ⎯⎯³ NH4+ + Cl2
2. Tác díng vãi kiÁm : NhÅn bi¿t ion ammonium
Đun nóng muối ammonium với dung dịch kiềm, sinh ra khí ammonia có mùi khai.
+ 2 to -
Ph°¡ng trình ion rút gọn: NH4 + OH ⎯⎯³ NH3 +H2O (OH nhận proton)
to
Ví dụ: (NH4)2SO4 + 2NaOH ⎯⎯³ Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
3. Tính chÃt kém bÁn nhiÇt: Các muối ammonium đều kém bền nhiệt và dễ bị phân hÿy khi nung
nóng.
Ví dụ:
to Các phÁn āng đều làm tăng áp suất
khí, nên có nguy c¡ gây nổ => bÁo
NH4Cl(s) ⎯⎯³ NH3(g) + HCl(g)
quÁn phân bón ammonium xa
to nguồn nhiệt => tránh cháy nổ.
NH4HCO3(s) ⎯⎯³ NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
to
(NH4)2CO3(s) ⎯⎯³ 2NH3(g) + CO2(g)+H2O(g)
to
NH4NO3(s) ⎯⎯³ N2O(g) + H2O(g)
16
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
t 0
NH4NO2(s) ⎯⎯³ N2(g) + 2H2O(g)
4. ðng díng
- Làm phân bón hóa học.
- Làm chất phụ gia thực phẩm.
- Làm thuốc long đßm, thuốc bổ sung chất điện giÁi.
- Chất đánh s¿ch bề mặt kim lo¿i tr°ớc khi hàn: ZnO +NH4Cl ⎯⎯³ ZnCl2 +NH3 +H2O
- NH4HCO3 : Làm bột ná sÁn xuất bánh bao.
- NH4Cl : Túi ch°ßm l¿nh.
Phân bón ammonium Phân ammophos Túi ch°åm l¿nh NH4HCO3 sÁn xuÃt
natrite bánh bao
Chï đÁ 3: MàT Sỉ HêP CHÂT CỵA NITROGEN VâI OXYGEN
I-CÁC OXIDE CỵA NITROGEN
1.Cơng thđc, tên gãi
- Kí hiệu: NOx(là hợp chất gây ơ nhiễm khơng khí điển hình)
- Gồm N2O, NO, NO2, N2O4
Oxide N2O NO NO2 N2O4
Dinitrogen tetroxide
Tên gãi Dinitrogen oxide Nitrogen monoxide Nitrogen dioxide
Công O O
thñc ON N NO ON O N N
Lewis
O O
Công O O
thñc cÃu O N N
NO N N
t¿o
O O
Mụ hỡnh
ròng
2.Ngộn gỗc phỏt sinh NOx trong khơng khí
-Trong tự nhiên: NOx sinh ra do sự phun trào núi lửa, cháy rừng, m°a dơng có sấm sét, phân hÿy hợp
chất hữu c¡
-Ngoài ra do các ho¿t động cÿa con ng°ßi nh°: ho¿t động giao thơng vận tÁi, sÁn xuất công nghiệp,
nông nghiệp, nhà máy điện và trong òi sng
Loi NOx NOx nhiầt (theral- NOx nhiên liÇu NOx tñc thåi
17
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
Nguyên NOx) (fuel-NOx) (prompt- NOx)
nhân t¿o Nhiệt độ rất cao (trên Nitrogen trong nhiên liệu Nitrogen trong khơng khí tác
thành 30000C) hoặc tia lửa hoặc sinh khối (vật chất dụng với các gốc tự do ( là
điện làm nitrogen trong hữu c¡ có nguồn gốc sinh nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử
khơng khí bị oxi hóa vật) kết hợp với oxygen có electron tự do , ch°a ghép
N2 + O2 2NO trong khơng khí đôi), gốc hydrocacbon, gốc
hydroxyl
*NOx là một trong các nguyên nhân gây m°a axit, s°¡ng mùa quang hóa, hiệu āng nhà kính, thÿng
tầng ozone và hiện t°ợng phú d°ỡng , làm ơ nhiễm mơi tr°ßng
3. M°a acid
-N°ớc m°a th°ßng có pH=5,6 . Khi n°ớc m°a có pH< 5,6 gọi là hiện tượng mưa acid.
+ Tác nhân: do SO2 và NOx phát thÁi chÿ yếu do các ho¿t động công nghiệp, nhiệt điện, giao thông ,
khai thác và chế diến dầu mỏ.
+ Quá trình t¿o axit : với sự xúc tác cÿa ion kim lo¿i trong khối bụi, khí SO2 và NOx bị oxi hóa bái
oxygen , ozone, hydrogen peroxide, gốc tự do…rồi hòa tan vào n°ớc t¿o thành sulfuric acid và nitric
acid.
üÿ2SO2 +O2 +2H2O ⎯x⎯uùcta⎯ùc ³ 2H2SO4
ý
xúctác
ỵ4NO2 +O2 +2H2O 4HNO3
Cỏc git acid li ti t¿o thành theo m°a r¡i xuống bề mặt Trái Đất
+ Tác h¿i: M°a acid gây tác h¿i xấu với mơi tr°ßng và con ng°ßi. M°a acid ăn mịn cơng trình xây
dựng, kiến trúc bằng đá ….
Tác h¿i m°a acid
II. NITRIC ACID
1.CÃu t¿o
Nitric acid (HNO3) có cơng thāc :
Cơng thđc Lewis Cơng thđc cÃu t¿o Mơ hình phân tā d¿ng rßng
Đ¿c điÃm cÃu t¿o : 18
- Số oxi hóa cÿa N là +5
Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024
- Liên kết O-H phân cực m¿nh về phía oxygen.
- Liên kết N ² O là liên kết cho nhận
2.Tính chÃt vÅt lý
- Nitric acid tinh khiết là chất lỏng,khơng màu, có khối l°ợng riêng D=1,53 g/mL
- Nitric acid nóng chÁy á -42oC và sơi á 830C.
- Nitric acid bốc khối m¿nh trong khơng khí ẩm và tan vơ h¿n trong n°ớc
3.Tính chÃt hóa hãc
Nitric acid là một acid rất m¿nh và có tính oxi hóa rất m¿nh
a)Tính acid
- Nitric acid có khÁ năng cho proton , thể hiện tính chất cÿa một acid Bronsted-Lowry
+ Làm quỳ tím hóa đỏ
+ Tác dụng oxide base, base , muối
CuO + 2HNO3 ² Cu(NO3)2 + H2O
NaOH + HNO3 ² NaNO3 + H2O
BaCO3 + 2HNO3²Ba(NO3)2 +CO2 +H2O
-Trong công nghiệp , nitric acid đ°ợc sử dụng để sÁn xuất phân bón giàu dinh d°ỡng : ammonium
nitrate, calcium nitrate
NH3 + HNO3 ²NH4NO3
CaCO3 + 2HNO3²Ca(NO3)2 +CO2 +H2O
b)Tính oxi hóa : (bổ sung các ph°¡ng trình hóa học).
Nitric acid có tính oxi hóa rất m¿nh do chāa nguyên tử N có số oxi hóa cao nhất (+5) ²HNO3 có khÁ
năng nhận electron
- Tác díng vãi kim lo¿i: với hầu hết kim lo¿i trừ Au, Pt
Tùy vào độ mạnh yếu của kim loại + axit loãng hay đặc mà có thể tạo ra: NH4NO3, N2, N2O, NO, NO2.
* Chỉ có Mg, Al, Zn tác dụng với HNO3 lỗng thì mới có khÁ năng t¿o ra sÁn phẩm khử là NH4NO3,
N2, N2O.
* Khơng có gợi ý gì thì HNO3 đặc => NO2; KL yếu+ HNO3 loãng =>NO
10Al+36HNO3loãng ⎯⎯³ 10 Al(NO3)3+3N2 +18H2O
8Al+30HNO3 loãng ⎯⎯³ 8Al(NO3)3 +3N2O +15H2O
8Al+30HNO3loãng ⎯⎯³ 8Al(NO3)3+3NH4NO3+9H2O
Fe+ 4HNO3 loãng d° ⎯⎯³ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
Fe +6HNO3 đặc nóng d° ⎯⎯³ Fe(NO3)3+ 3NO2+ 3H2O
- Tác díng vãi phi kim: C=> CO2; S => H2SO4; P => H3PO4.
to
S + 6HNO3 đặc ⎯⎯³ 6NO2+ H2SO4 + 2H2O
0 +5 +4 +4
t0
C+4HN O3(đặc) ⎯⎯³CO2 +4 N O2 ý +2H2O
to
P + 5HNO3 đặc ⎯⎯³ 5NO2 + H3PO4 + H2O
- Tác díng vãi hëp chÃt: đ°a nguyên tố kim lo¿i trong hợp chất lên số oxi hóa cực đ¿i.
t0
FeO + 4HNO3đặc ⎯⎯³ Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
t0
Fe2O3 + 6HNO3đặc ⎯⎯³ 2Fe(NO3)3 +3 H2O
3Fe3O4 +28HNO3loãng ²9Fe(NO3)3 +NO+14H2O
t0
Mg(OH)2 +2HNO3đặc ⎯⎯³ Mg(NO3)2 + 2H2O
* N°ãc c°ång toan(c°ång thïy)3aqua regia = (3HCl đ¿c+1 HNO3 đ¿c) có khÁ năng hịa tan Au, Pt
t0
Au + HNO3 + 3HCl ⎯⎯³ AuCl3 + NO + 2H2O
* Al, Fe,Cr thí đáng vãi HNO3 đ¿c nguái.
19
