tổng hợp lý thuyết tài liệu và bài giải hóa 11

Hóa học 11 TN TRƯỜNG THPT ĐÀO SƠN TÂY TỔ HÓA HỌC Học sinh Lớp Tài liệu lưu hành nội bộ Tháng 92021 MỤC LỤC PHẦN A LÝ THUYẾT 1 ÔN TẬP ĐẦU NĂM 1 BÀI 1 SỰ ĐIỆN LI 2 BÀI 2 AXIT – BAZƠ – MUỐI 3 BÀI 3 SỰ Đ.

TRƯỜNG THPT ĐÀO SƠN TÂY

ÔN TẬP ĐẦU NĂM 1

BÀI 1: SỰ ĐIỆN LI 2

BÀI 2: AXIT – BAZƠ – MUỐI 3

BÀI 3: SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT-BAZƠ 4

BÀI 4: PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 6

BÀI 5: LUYỆN TẬP AXIT, BAZƠ VÀ MUÔI PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 8

BÀI 7: NITƠ 9

BÀI 8: AMONIAC VÀ MUỐI AMONI 10

BÀI 9: AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT 12

BÀI 10: PHOTPHO 15

BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT 16

BÀI 12: PHÂN BÓN HÓA HỌC 17

BÀI 13: LUYỆN TẬP TÍNH CHẤT CỦA NITƠ, PHOTPHO VÀ CÁC HỢP CHẤT 19

BÀI 14: THỰC HÀNH TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT NITƠ, PHOTPHO 19

BÀI 15: CACBON 20

BÀI 16: HỢP CHẤT CỦA CACBON 21

BÀI 17: SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC 24

BÀI 18: CÔNG NGHIỆP SILICAT 26

BÀI 19: LUYỆN TẬP TÍNH CHẤT CỦA CACBON, SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG 28

BÀI 20: MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ 29

BÀI 21: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ 31

BÀI 22: CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ 33

PHẦN B BÀI TẬP 35

CHƯƠNG 1 SỰ ĐIỆN LI 35

CHƯƠNG 2 NITƠ – PHOTPHO 49

2.1 NITƠ 49

2.2 PHOTPHO 56

CHƯƠNG 3 CACBON – SILIC 60

LUYỆN TẬP 64

CHƯƠNG 4 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ 67

MỘT SỐ CÔNG THỨC TÍNH

Công thức tính số mol Công thức nồng độ dd

có khối lượng (gam) chất m

n M

m d V

PHẦN A LÝ THUYẾT

ÔN TẬP ĐẦU NĂM

1 Hóa trị các nguyên tố kim loại

I : K, Na, Ag

II : Ba, Ca, Mg, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Hg

III : Al, Fe

2 Hóa trị các gốc

-OH Hidroxit I SO42- Sunfat II



Khối lượng riêng: ( )

( )

g ml

m d V

 ; Mối liên hệ giữa C% và CM: %.10d

M

C C

M



3 Lí luận lượng dư

 Dấu hiệu: đề bài cho hai số mol của chất tham gia

 Lập tỉ lệ: số mol/hệ số Tỉ lệ nhỏ hơn => chất thiếu Lấy số mol chất thiếu thay vào phương trình

4 Cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Bước 1: XĐ số oxi hóa, chất khử, chất

 Tác dụng với kim loại  H2

 Tác dụng với oxit bazo, bazo  muối + nước

 Kết luận: các axit, bazo, muối khi hóa tan trong nước phân li ion

2 Khái niệm sự điện li

Quá trình phân li các chất trong nước (trạng thái nóng chảy) ra ion gọi là sự điện li

Chất khi tan trong nước (trạng thái nóng chảy) phân li ra ion gọi là chất điện li

 Sự điện li được biểu diễn bằng phương trình điện li

NaCl  Na+ + Cl-

II/ Phân loại chất điện li

1 Chất điện li mạnh và chất điện li yếu

a) Chất điện li mạnh

 Chất khi tan trong nước, các phần tử hòa tan đều phân li ra ion

 Phương trình điện li dùng dấu: mũi tên một chiều 

Lưu ý: Các chất điện li mạnh thường là:

+ Axit mạnh: VD HCl, HClO4, H2SO4, HNO3,…

+ Bazo tan: VD NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2

+ Hầu hết các muối tan (trừ Hg(CN)2, HgCl2 tan nhưng điện li yếu): NaNO3, CuSO4,…

b) Chất điện li yếu

 Chất khi tan trong nước, chỉ có một số phần tử hòa tan phân li ra ion, phần còn lại tồn tại dưới dạng phân tử

 Phương trình điện li dung dấu mũi tên hai chiều

Lưu ý: những chất điện li yếu thường là các axit yếu VD: CH3COOH, H2S, H2CO3, HClO, H3PO4,

BÀI 2: AXIT – BAZƠ – MUỐI

I/ Axit

1 Định nghĩa (theo Arrhenius)

 Axit là chất khi tan trog nước phân li ra cation H+

 Phương trình điện li: Axit phân li ra: H+ + gốc axit

1 Định nghĩa (theo Arrhenius)

 Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra anion OH-

 Phương trình điện li: bazơ phân li ra cation + OH-

VD: NaOH  Na+ + OH-

II/ Hidroxit lưỡng tính

 Hidroxit lưỡng tính là hidroxit khi tan trong nước vừa phân li như axit vừa có thể phân li như bazo VD: Zn(OH)2 là hidroxit lưỡng tính vì:

Zn(OH)2  Zn2+ + 2OH- (phân kiểu bazo)

Zn(OH)2  2H+ + ZnO2- (phân li kiểu axit)

 Các hidroxit lưỡng tính thường gặp: Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Cu(OH)2

 Các hidroxit có lực axit và bazo đều yếu

VD: Viết phương trình phản ứng của Zn(OH)2 với HCl và NaOH

III/ Muối

1 Định nghĩa

 Muối là hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc NH4+) và anion gốc axit

 Muối trung hòa là là muối có không còn khả năng phân li ra ion H+ ( hidro có tính axit)

VD: NaCl, Cu(NO3)2,…

 Muối axit là muối có còn khả năng phân li ra ion H+ (hidro tính axit)

VD: NaHCO3, KHSO4,…

 Muối kép, phức chất: NaCl.KCl; Cu(NH3)4(OH)2…

2 Sự điện li của muối trong nước

 Hầu hết các muối tan đều điện li hoàn toàn

 Phương trình điện li: Muối phân li ra cation KL (hoặc NH4+) và anion gốc axit VD: K2SO4 2K+ + SO42-

NaHCO3  Na+ + HCO3-

HCO3-  H+ + CO3

BÀI 3: SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ

AXIT-BAZƠ

I/ Nước là chất điện li rất yếu

1 Sự điện li của nước:

Nước là chất điện li rất yếu H2O  H+ + OH-

2 Tích số ion trong nước:

 Môi trường trung tính là môi trường có: [H+] = [OH-]=10-7

 Trong nước nguyên chất, ở 25°C: KH O2 =[H+].[OH-] được gọi là tích số ion của nước

 Ở nhiệt độ khoảng 25°C, trong mọi dung dịch ta luôn có: KH O2 =[H+].[OH-] = 10-14

3 Ý nghĩa tích số ion của nước:

a Môi trường axit

Môi trường axit: [H+] > [OH-] hay [H+] > 10-7

VD: Tính nồng độ [H+] và [OH-] trong dung dịch HCl 0,01M

b Môi trường bazơ

Môi trường bazơ: [H+] < [OH-] hay [H+] < 10-7

VD: Tính nồng độ [H+] và [OH-] trong dung dịch NaOH 0,01M

+ ion SO42-: tất cả tan trừ (BaSO4, PbSO4, SrSO4, Ag2SO4 ít tan)

+ ion Cl: tất cả tan trừ (AgCl, PbCl2 ít tan,)

Nhóm 2

+ ion OH: tất cả không tan trừ ( NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2,…)

+ ion CO32-, PO43-: tất cả không tan trừ (muối của Na+, K+, Li+,…)

BÀI 4: PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC

CHẤT ĐIỆN LI

I/ Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li

1 Phản ứng tạo kết tủa

VD1: Nhỏ dung dịch BaCl2 vào Na2SO4  trắng

Pt phân tử:

Pt ion:

Pt ion thu gọn: VD2: Nhỏ dung dịch NaOH vào FeCl3  nâu đỏ

Pt phân tử:

Pt ion:

Pt ion thu gọn:

2 Phản ứng tạo chất điện li yếu

VD1: Cho dung dịch NaOH phản ứng với dung dịch HCl

Pt phân tử:

Pt ion:

Pt ion thu gọn: VD2: nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dd CH3COONa  có mùi giấm

Pt phân tử:

Pt ion:

Pt ion thu gọn:

Kết luận

 Bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch chất điện li là phản ứng giữa các ion

 Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion các ion kết hợp được với nhau sản phẩm tạo thành có kết tủa, bay hơi, điện li yếu

II/ Sự tồn tại của các ion trong cùng một dung dịch

Các ion không kết hợp với nhau Các ion kết hợp với nhau tạo thành

+ 

+ 

+ VD: Các ion trong trường hợp nào cùng tồn tại với nhau?

Trong cùng dung dịch chứa Kết luận Giải thích

1) H+, OH, Cl, Na+ Không tồn tại

2) Ba2+, Na+, SO42-, Cl Tồn tại

3) H+, CO32-, Na+, Cl Không tồn tại

4) NO3, Cl, Na+, K+ Tồn tại

BÀI 5: LUYỆN TẬP AXIT, BAZƠ VÀ MUÔI PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI

I/ Kiến thức cần nắm

1) Theo Arrhenius hãy định nghĩa axit, bazơ và hidroxit lưỡng tính Cho ví dụ

2) Nêu định nghĩa hợp chất muối Cho hai ví dụ về muối axit và muối trung hòa

3) Các công thức liên quan đến pH dung dịch

4) Giá trị pH và môi trường dung dịch; màu sắc chất chị thị

pH < 7 Axit Quỳ tím hóa đỏ

CHƯƠNG 2: NITƠ – PHOTPHO

BÀI 7: NITƠ

I/ Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

 Công thức phân tử: N2 (M= 14u)

 Kí hiệu nguyên tử: 147N  Cấu hình electron: 1s22s22p3

 Vị trí: ô 7 chu kì 2 nhóm VA

 Công thức cấu tạo: N  N

 Các số oxi hóa: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5

II/ Tính chất vật lí, ứng dụng

 Nitơ là một trong các thành phần dinh dưỡng cần thiết của thực vật

 Nitơ là nguyên liệu để tổng hợp amoniac, phân đạm, axit nitric

 Trong công nghiệp luyện kim, thực phẩm, điện tử…Nitơ được dùng làm môi trường trơ

 Nitơ lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu vật

III/ Tính chất hóa học

 Điều kiện thường: N2 trơ về mặt hóa học do liên kết ba bền vững

 Khi đun nóng và có xúc tác N2 hoạt động hơn

(các oxit N2O, N2O3, N2O5 không điều chế trực tiếp giữa oxi và nitơ)

IV/ Điều chế

1 Trong công nghiệp

 Nitơ được sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng

I/ Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí

 Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh

 Công thức electron:

 Công thức cấu tạo:

 Chất khí, không màu, mùi khai, nặng hơn không khí

 Tan tốt trong nước tạo thành dung dịch amoniac có pH > 7

II/ Ứng dụng

 Sản xuất axit nitric, phân đạm, điều chế hidrazin

 Amoniac lỏng được dùng làm chất làm lạnh trong thiết bị lạnh

III/ Tính chất hóa học

Tính bazo yếu và tính khử

1 Tính bazơ yếu

a) NH3 tác dụng với H2O

NH3 tan tốt trong nước và tác dụng với nước: NH3 + HOH  NH4+ + OH-

 dung dịch NH3 có tính bazo yếu => dung dịch NH3 là xanh quỳ tím

 Tác dụng với oxi: 2NH3 + 3/2O2

0

t

 N2 + 3H2O

 Tác dụng với khí clo: 2NH3 + 3Cl2  N2 + 6HCl

 Tác dụng với oxit kim loại: 2NH3 + 3CuO t0 3Cu + N2 + 3H2O

3 Khả năng tạo phức

 Kết tủa Cu(OH)2, Zn(OH)2, AgOH bị hòa tan trong dung dịch NH3 do phản ứng tạo phức Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2

IV/ Điều chế

Phương trình ion rút gọn: NH4+ + OH-  NH3

 phản ứng nhận biết muối amoni

2 Phản ứng nhiệt phân

 Nhóm 1: muối amoni các axit không có tính oxi hóa nhiệt phân tạo NH3

BÀI 9: AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

A/ AXIT NITRIC (HNO3, M=63)

I/ Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí

 Công thức cấu tạo:

 Chất lỏng, không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm

 HNO3 kém bền Để lâu dung dịch có màu vàng do lẫn NO2

2HNO3  2NO2 + H2O + 1/2O2

 Axit nitric tan tốt trong nước

 Tác dụng với oxit bazơ → muối + nước

2HNO3 + CuO  Cu(NO3)2 + H2O

 Tác dụng với bazơ → muối + nước

HNO3 + Cu(OH)3  Cu(NO3)2 + H2O

 Tác dụng với muối của axit yếu → kết tủa, bay hơi, chất điện li yếu

HNO3 + Na2CO3  NaNO3 + CO2 + H2O

 HNO3 là một axit mạnh

2 Tính oxi hóa

a Tác dụng với kim loại

 HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại trừ Pt và Au

 Dung dịch HNO3 loãng thường tạo khí NO

 Các kim loại có tính khử mạnh Zn, Mg, Al,…khi tác dụng với HNO3 loãng có thể tạo NH4NO3, N2O,

N2

 Dung dịch HNO3 đặc thường tạo khí NO2

VD: Fe + 6HNO3 đặc nóng  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

b Tác dụng với phi kim

C + 4HNO3 đặc to CO2 + 4NO2 + 2H2O

3S + 4HNO3 loãng to 3SO2 + 4NO + 2H2O

P + 5HNO3 đặc to H3PO4 + 5NO2 + H2O

c Tác dụng với một số hợp chất (chứa nguyên tố ở mức oxi hóa thấp)

VD: FeO + 4HNO3 đặc to Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

 Nhiều hợp chất vô cơ hay hữu cơ bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc

IV/ Điều chế

1 Trong phòng thí nghiệm

NaNO3 + H2SO4 đặc to HNO3 + NaHSO4

2 Trong công nghiệp

 Sản xuất HNO3 từ NH3 qua 3 giai đoạn

Tất cả muối nitrat đều dễ tan và là chất điện li mạnh VD: NaNO3 Na+ + NO3-

II/ Phản ứng nhiệt phân

 Muối nitrat kim loại trước Mg (K, Na,…) t0 muối nitrit + O2

III/ Nhận biết ion nitrat

Thuốc thử Hiện tượng Phương trình ion thu gọn

Cu + dd H+/t0

IV/ Ứng dụng

 Muối nitrat được dùng làm phân bón, điều chế thuốc nổ đen

Tính tan Không tan trong nước, tan trong một số

dung môi hữu cơ Không tan

thiếu oxi: 2P + 3/2O2 t0 P2O3

dư oxi: 2P + 5/2O2 t0 P2O5

b Tác dụng với clo

thiếu clo: P + 3/2Cl2 t0 PCl3

dư clo: P + 5/2Cl2 t0 PCl5

V/ Trạng thái tự nhiên và sản xuất

 Khoáng vật chính của photpho là photphorit Ca3(PO4)2 và apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2

 P có trong protein thực vật, trong xương, răng, bắp thịt, tế bào não,…

 Nung nóng hỗn hợp gồm quặng photphoric (hoặc apatit) cát và than cốc trong lò điện

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C t0 3CaSiO3 + 2P + 5CO

BÀI 11: AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT

A/ AXIT PHOTPHORIC (H3PO4)

I/ Cấu tạo phân tử, tính chất vật lí

 Công thức cấu tạo:

 H3PO4 là chất rắn, trong suốt, dễ nóng chảy và háo nước

II/ Ứng dụng

 H3PO4 tinh khiết được dùng trong công nghiệp dược phẩm

 H3PO4 dùng để sản xuất phân lân, thuốc trừ sâu,…

2 Trong công nghiệp

Cách 1: đi từ quặng photphoric hoặc apatit

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 đặc t0 3H3PO4 + 3CaSO4

Cách 2: điều chế H3PO4 có độ tinh khiết cao

 Muối của axit H3PO4 là muối photphat, gồm 3 loại

Muối đihiđrophotphat Muối hiđrophotphat Muối photphat trung hòa

Ion H2PO4 Ion HPO42- Ion PO4

3-VD: NaH2PO4 VD: Na2HPO4 VD: Na3PO4

1 Tính tan

Anion gốc axit

PO4 3- HPO4 2- H2PO4

2 Nhận biết ion photphat (PO4 3-)

AgNO3 Kết tủa vàng 3Ag+ + PO43-  Ag3PO4

BÀI 12: PHÂN BÓN HÓA HỌC

I/ Phân đạm

 Khái niệm: Cung cấp nito hoá hợp cho cây dưới dạng ion nitrat (NO3-) và ion amoni (NH4+)

 Tác dụng: Tăng tỉ lệ của protein thực vật Cây phát triển nhanh, cành lá xanh tươi, cho nhiều củ, quả, hạt

 Độ dinh dưỡng: Được đánh giá theo % về khối lượng của nguyên tố nito

1 Phân đạm amoni

a Thành phần hóa học chính: chứa ion amoni (NH4 +) VD: NH4Cl, NH4NO3,…

b Phương pháp điều chế: axit + NH3

HCl + NH3 NH4Cl

c Dạng ion hoặc hợp chất mà cây đồng hóa: NH4 +

d Ưu, nhược điểm hoặc chú ý cần thiết khi sử dụng: Dễ tan trong nước nên có tác dụng nhanh với cây

trồng Không trộn với vôi hoặc tro để bón cùng lúc

2 Phân đạm nitrat

a Thành phần hóa học chính: chứa ion NO3-

b Phương pháp điều chế: HNO3 + muối cacbonat

CaCO + 2HNO  Ca(NO ) + CO   H O

c Dạng ion hoặc hợp chất mà cây đồng hóa:NO3-

d Ưu, nhược điểm hoặc chú ý cần thiết khi sử dụng: Dễ tan trong nước nên có tác dụng nhanh với cây

trồng Dùng bón cho loại đất ít chua hoặc đất đã khử chua trước bằng vôi

c Dạng ion hoặc hợp chất mà cây đồng hóa: NH4 +

d Ưu, nhược điểm hoặc chú ý cần thiết khi sử dụng: Urê là chất rắn màu trắng, dễ hút ẩm ,hàm lượng

đạm cao, là loại đạm tốt nhất hiện nay, bón cho mọi loại đất

II/ Phân lân

 Khái niệm: Phân lân cung cấp photpho cho cây dưới dạng ion PO4

3- Tác dụng: Phân lân thúc đẩy quá trình sinh hoá, trao đổi chất và năng lượng của cây, làm cho cây khoẻ, hạt chắc, củ to

 Độ dinh dưỡng của phân lân được đánh giá theo tỉ lệ phần trăm khối lượng P2O5 tương ứng với lượng

P có trong thành phần của nó

1 Supephotphat

 Có hai loại: supephotphat đơn và supephotphat kép

a Supephotphat đơn: gồm 2 muối Ca(H2PO4)2 và CaSO4 Chứa 14 – 20% P2O5

 Sản xuất

Cho bột quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc:

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4  Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

 Cây trồng chỉ đồng hóa được muối dễ tan Ca(H2PO4)2; còn CaSO4 không tan trong nước, là phần không có ích, làm rắn đất

b Supephotphat kép: gồm một muối Ca(H2PO4)2 nên chứa 40 – 50% P2O5

 Sản xuất: qua 2 giai đoạn

Điều chế axit photphoric từ quặng photphorit hoặc apatit:

Ca3 (PO4)2 + 3H2SO4  2H3PO4 + 3CaSO4

Cho axit photphoric tác dụng với quặng photphorit hoặc apatit:

Ca3 (PO4)2 + 4H3PO4  3Ca(H2PO4)2

2 Phân lân nung chảy (sgk)

III/ Phân kali

 Phân kali cung cấp cho cây trồng nguyên tố Kali dưới dạng ion K+, KCl, K2SO4, tro thực vật chứa

K2CO3 được sử dụng nhiều nhất để làm phân kali

 Tác dụng: loại phân này thúc đẩy nhanh quá trình tạo ra các chất đường, bột , chất xơ, chất dầu, tăng cường sức chống rét, chống sâu bệnh và chịu hạn của cây

 Độ dinh dưỡng của phân kali được đánh giá theo % K2O tương ứng với lượng K có trong thành phần của nó

a Phân hỗn hợp

Chứa nitơ, photpho, kali còn gọi là phân NPK

Ví dụ: nitrophotka là hỗn hợp của (NH4)2HPO4 và KNO3

b Phân phức hợp

Là hỗn hợp các chất được tạo ra đồng thời bằng tương tác hóa học của các chất

Ví dụ: amophot là hỗn hợp các muối NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4 thu được khi cho amoniac tác dụng với axit photphoric

Tóm tắt bài học

 Công thức tính độ dinh dưỡng của 3 loại phân

BÀI 13: LUYỆN TẬP TÍNH CHẤT CỦA NITƠ, PHOTPHO VÀ CÁC

HỢP CHẤT BÀI 14: THỰC HÀNH TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT

NITƠ, PHOTPHO

CHƯƠNG 3: CACBON – SILIC

BÀI 15: CACBON

I/ Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

Cấu hình: 1s22s22p2Vị trí trong bảng tuần hoàn: ô 6, chu kì 2, nhóm IVA Các mức oxi hóa: -4, 0, +2, +4

II/ Tính chất vật lí và ứng dụng

 Một số dạng thù hình của cacbon: kim cương, than chì, fuleren

Cấu

trúc

Tính

chất

- Tinh thể rất cứng, trong suốt

- Không dẫn điện, dẫn nhiệt kém

- Tinh thể xám đen, có ánh kim, mềm

- Gồm than gỗ, than xương, than muội,…,

- Cấu tạo xốp, có khả năng hấp phụ chất

khí và chất tan trong dung dịch

- Phát hiện năm 1985 khi chiếu tia laze vào than chì Tinh thể màu đỏ tía không tan trong dung môi

 Ở nhiệt độ cao, CO2 + C to 2CO

Lưu ý: C cháy trong không khí tạo ra C cháy trong không khí luôn tạo hỗn hợp khí gồm CO2 và CO

C cháy trong O2 dư chủ yếu tạo ra CO2

 Ở trạng thái đơn chất cacbon gần như tinh khiết

 Ở dạng hợp chất, cabon có trong khoáng vật: canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (MgCO3, CaCO3), than mỏ, dầu mỏ, khí thiên nhiên, cơ thể động thực vật…

b Điều chế (sgk)

BÀI 16: HỢP CHẤT CỦA CACBON

A/ CACBONMONOOXIT (CO)

I/ Tính chất vật lí và ứng dụng

 Khí không màu, không mùi, không vị

 Nhẹ hơn không khí; Ít tan trong nước

a Trong phòng thí nghiệm

 CO được điều chế bằng cách cho H2SO4 đặc vào axit fomic (HCOOH) và đun nóng

HCOOH H SO d/ t 2 4 o CO + H2O

b Trong công nghiệp

 Cách 1: Cho hơi nước qua than nung đỏ

C + H2O

0

t

 CO + H2

Hỗn hợp tạo thành gồm khoảng 44% CO còn lại là CO2, H2, N2, hơi nước

 Cách 2: Thổi không khí qua than nung đỏ

 CO2 là chất khí không màu, không mùi, có vị chua, ít tan trong nước, nặng hơn không khí

 Khi làm lạnh đột ngột ở -760C, khí CO2 hoá thành khối rắn trắng gọi là “nước đá khô”

 CO2 không duy trì sự hô hấp và không độc Nguyên nhân gây “hiệu ứng nhà kính”

CO2 + NaOH  NaHCO3

 Khí CO2 không cháy và không duy trì sự cháy, nên người ta dùng những bình tạo khí CO2 để dập tắt các đám cháy

 Đối với các đám cháy kim loại, không dùng CO2 để dập lửa vì một số kim loại cháy được CO2

 Thu hồi từ quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên vá các sản phẩm dầu mỡ, quá trình nung vôi, quá trình lên men rượu từ glucozơ

C/ AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

I/ Axit cacbonic

 Là axit yếu, kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loãng

 Dễ bị phân hủy thành CO2 và H2O

 H2CO3 là chất điện li theo 2 nấc

H2CO3  H+ + HCO3- ; HCO3-  H+ + CO3

2-II/ Muối cacbonat

1 Tính tan

 Tất cả các muối cacbonat không tan (trừ Na+, K+, Li+, NH4+,…)

 Muối hidrocacbonat: đa số đều dễ tan, trừ NaHCO3 ít tan

2 Tính chất hóa học

Tác dụng với axit

NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O Na2CO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O

Tác dụng với dung dịch kiềm

NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O Na2CO3 + NaOH  không phản ứng

Phản ứng nhiệt phân

Dễ bị nhiệt phân hủy NaHCO3

 Canxit cacbonat (CaCO3)

 Natri cacbonat (Na2CO3)

 Natri hidrocacbonat (NaHCO3)

BÀI 17: SILIC VÀ HỢP CHẤT CỦA SILIC

 Silic tồn tại hai dạng: silic tinh thể và silic vô định hình

 Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn, được dùng trong kỹ thuật vô tuyến và điện tử, để chế tạo tế bào quang điện, bộ khuếch đại, bộ chỉnh lưu, pin mặt trời,…

 Trong luyện kim, silic được dùng để tách oxi khỏi kim loại nóng chảy Ferosilic là hợp kim được dùng để chế tạo thép chịu axit

II/ Tính chất hóa học

 Silic vô định hình có khả năng phản ứng cao hơn silic tinh thể

 Silic có tính khử và tính oxi hóa

 Silic vô định hình hoạt động hơn silic tinh thể

1 Tính khử

a Tác dụng với phi kim

 Silic tác dụng với F2 ở điều kiện thường

III/ Trạng thái tự nhiên và điều chế

 Trong tự nhiên, silic không tồn tại dạng tự do mà ở dạng hợp chất như: Chủ yếu là cát , thạch anh (SiO2) Cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O) Fenspat (Na2O.Al2O3.6SiO2) Silic còn có trong cơ thể động, thực vật

 Silic được điều chế bằng cách khử SiO2 bằng kim loại mạnh: SiO2 + 2Mg t0 Si + 2MgO

B/ HỢP CHẤT CỦA SILIC

I/ Silic đioxit (SiO2)

1 Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên

 Silic đioxit là chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 1713oC, không tan trong nước

 Trong thiên nhiên, SiO2 tinh thể chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh

 Cát là SiO2 có chứa nhiều tạp chất

 Silic đioxit là nguyên liêu quan trọng để sản xuất thủy tinh, đồ gốm,…

2 Tính chất hóa học

 Silic đioxit tan chậm trong dung dịch kiềm đặc, nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy:

SiO2 + 2NaOH đặc t0 Na2SiO3 + H2O

 Silic đioxit tan được trong axit flohidric:

SiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O

II/ Axit silixic (H2SiO3)

 Axit silixic dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng, khi mất một phần nước, tạo thành vật liệu xốp là silicagen: H2SiO3 t0 SiO2 + H2O

 Axit silixic là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic, nên dễ bị khí CO2 đẩy ra khỏi dung dịch muối của nó

Na2SiO3 + CO2 + H2O  Na2CO3 + H2SiO3

III/ Muối silicat

 Tính tan: Axit silixic dễ tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat Chỉ có muối silicat kim loại kiềm tan được trong nước

 Dung dịch đậm đặc của Na2SiO3 và K2SiO3 được gọi là thuỷ tinh lỏng

 Ở trong dung dịch, silicat kim loại kiềm bị thuỷ phân mạnh cho phản ứng kiềm

BÀI 18: CÔNG NGHIỆP SILICAT

(GIẢM TẢI)

A/ THỦY TINH

I/ Thành phần hóa học và tính chất của thủy tinh

 Thủy tinh là chất rắn vô định hình đồng nhất, có gốc silicat, thường được pha trộn thêm các tạp chất

để có tính chất theo ý muốn

 Thủy tinh loại thông thường, được dùng làm cửa kính, chai, lọ

+ Là hỗn hợp của + Có thành phần gần đúng viết dưới dạng các oxit là + Được sản xuất bằng cách nấu chảy một hỗn hợp cát trắng, đá vôi và sođa ở 14000C

+ Thủy tinh không có nhiệt độ nóng chảy xác định

+ Khi đun nóng nó mềm dần rồi mới chảy, do đó có thể tạo ra những đồ vật và dụng cụ có hình dạng như ý muốn

II/ Một số loại thủy tinh

1 Thủy tinh kali

 Khi nấu thủy tinh nếu thay Na2CO3 bằng ……… thì được thủy tinh kali, có nhiệt độ hóa mềm và nhiệt độ nóng chảy cao hơn

 Thủy tinh kali được dùng làm dụng cụ thí nghiệm, lăng kính, thấu kính

2 Pha lê

 Thủy tinh chứa nhiều ……… dễ nóng chảy và trong suốt, được gọi là thủy tinh pha lê

3 Thủy tinh thạch anh

 Thủy tinh thạch anh được sản suất bằng cách nấu chảy

 Có nhiệt độ hóa mềm cao, hệ số nở nhiệt rất nhỏ nên không bị nứt khi nóng lạnh đột ngột

 Khi cho thêm oxit của một số kim loại, thủy tinh sẽ có màu khác nhau, do tạo nên các silicat có màu

B/ ĐỒ GỐM

 Đồ gốm là vật liệu được chế tạo chủ yếu từ ……… Tùy theo công dụng, người ta phân biệt: gốm xây dựng, gốm kĩ thuật và gốm dân dụng

I/ Gạch và ngói

 Gạch và ngói thuộc loại

 Chúng thường có màu đỏ gây nên bởi

II/ Sành, sứ

1 Sành

 Đất sét sau khi được nung ở nhiệt độ khoảng ……… thì biến thành sành

 Sành là vật liệu cứng, gõ kêu, có màu nâu hoặc xám

 Để có độ bóng và lớp bảo vệ không thấm nước, người ta tạo một lớp men mỏng ở mặt ngoài của đồ sành

2 Sứ

 Sứ là vật liệu cứng, xốp, có màu trắng, gõ kêu

 Đồ sứ được nung hai lần:

+ (1) khoảng ……… , sau đó tráng men và trang trí,

 Xi măng thuộc loại vật liệu kết dính, có thành phần là

II/ Phương pháp sản xuất

 Nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 và một ít quặng sắt

 Nung hỗn hợp ở 1400 – 1600oC  thu được một hỗn hợp màu xám gọi là clanhke

 Để nguội, rồi nghiền clanhke với một số phụ gia thành bột mịn, sẽ được xi măng

III/ Quá trình đông cứng của xi măng

 Chủ yếu là sự kết hợp của các hợp chất có trong xi măng với nước, tạo nên những tinh thể hiđrat đan xen với nhau tạo thành khối cứng và bền

BÀI 19: LUYỆN TẬP TÍNH CHẤT CỦA CACBON, SILIC

VÀ HỢP CHẤT CỦA CHÚNG

CHƯƠNG 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỮU CƠ

BÀI 20: MỞ ĐẦU VỀ HÓA HỌC HỮU CƠ

I/ Khái niệm về hợp chất hữu cơ và hóa học hữu cơ

 Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối cacbonat, xianua, cacbua… )

 Hóa học nguyên cứu các hợp chất hữu cơ gọi là hóa học hữu cơ

II/ Phân loại hợp chất hữu cơ

 Có nhiều cách phân loại hợp chất hữu cơ

1 Phân loại theo thành phần các nguyên tố tạo nên hợp chất hữu cơ

Hidrocacbon thơm

Dẫn xuất halogen

Ancol, phenol

Anđehit, xeton

Axit, este

Amin, nitro

Hợp chất tạp chức

2 Phân loại theo mạch cacbon

Mạch vòng Mạch hở

III/ Đặc điểm chung của hợp chất hữu cơ

1 Đặc điểm cấu tạo

 Thành phần cấu tạo của hợp chất hữu cơ nhất thiết phải chứa nguyên tố cacbon, thường có H Ngoài

ra, còn có thêm các nguyên tố O, S, N, halogen,…Liên kết hóa học chủ yếu trong phân tử hữu cơ là liên kết cộng hóa trị

2 Tính chất vật lí

 Các hợp chất hữu cơ thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

Phần lớn các hợp chất hữu không tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hưu cơ

3 Tính chất hóa học

 Các hợp chất hữu cơ kém bền với nhiệt, dễ cháy

 Phản ứng hóa học hữu cơ xảy ra chậm và theo nhiều hướng khác nhau trong cùng một điều kiện, tạo hỗn hợp sản phẩm

IV/ Sơ lược về phân tính nguyên tố

1 Phân tích định tính

a Mục đích: xác định nguyên tố có trong thành phần hợp chất hữu cơ

b Nguyên tắc: chuyển các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ thành vô cơ rồi nhận biết

m n

Ví dụ: Oxi hóa hoàn toàn 4,3 gam hợp chất hữu cơ A thu được 4,48 lít CO2, 4,5 gam H2O và 1,12 lít

N2 (đkc) Tính % khối lượng mỗi nguyên tố trong chất A

BÀI 21: CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

I/ Công thức đơn giản nhất (CTĐGN)

1 Định nghĩa:CTĐGN là công thức biểu thị tỉ lệ tối giản về số nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất

II/ Công thức phân tử (CTPT)

1 Định nghĩa công thức phân tử biểu thị số lượng nguyên tử mỗi nguyên tố trong phân tử

VD: C2H6O, C3H4

2 Mỗi quan hệ giữa CTĐGN và CTPT

Hợp chất Etan Propen Ancol etylic Axit axetic glucozo

CTPT C2H6 C3H6 C2H6O C2H4O2 C6H12O6CTĐGN

Nhận xét:

Lưu ý: cách xác định phân tử khối hợp chất hữu cơ

b Thiết lập CTPT dựa vào % khối lượng

Công thức: VD: Hợp chất hữu cơ X chứa %C=73,14%; %H=7,24%; %O=19,62% Biết phân tử khối của X là 164u Hãy xác định CTPT của X

c Tính trực tiếp từ khối lượng sản phẩm cháy

Hợp chất Y chứa các nguyên tố C, H, O Đốt cháy hoàn toàn 0,88 gam Y thu được 1,76 gam CO2 và 0,72 gam H2O Tỉ khối hơi của Y so với không khí xấp xỉ 3,04 Xác định công thức phân tử của Y

BÀI 22: CẤU TRÚC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ

I/ Công thức cấu tạo

1 Khái niệm

Công thức cấu tạo biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết (LK đơn, bội)

2 Các loại công thức cấu tạo: công thức triển khai, công thức thu gọn, công thức thu gọn nhất

II/ Thuyết cấu tạo hóa học

1 Trong phân tử hợp chất hữu cơ, các nguyên tử liên kết với nhau theo đúng hóa trị và thứ tự nhất định Thứ tự liên kết đó gọi là cấu tạo hóa học Sự thay đổi thứ tự liên kết, tức là thay đổi cấu tạo hóa học, sẽ tạo ra hợp chất khác

Đimetyl ete, Ts = -23oC, ít tan

2 Trong phân tử hợp chất hữu cơ, C có hóa trị bốn Nguyên tử cacbon không những có thể liên kết với nguyên tử của các nguyên tố mà còn liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon

CH3-CH2-CH3

Mạch hở không phân nhánh Mạch hở phân nhánh Mạch vòng

3 Tính chất của các chất phụ thuộc vào thành phần nguyên tử và cấu tạo hóa học

 Lưu ý: Thuyết cấu tạo hóa học giúp giải thích được hiện tượng đồng đẳng và đồng phân

III/ Đồng đẳng và đồng phân

1 Đồng đẳng

Những hợp chất có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm –CH2- nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau gọi là đồng đẳng, hợp thành dãy đồng đẳng

VD: dãy đồng đẳng ankan: CH4, C2H6, C3H8

2 Đồng phân

Những chất khác nhau có cùng công thức phân tử gọi là đồng phân

VD: sgk

IV/ Liên kết hóa học và cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ

 Liên kết trong các hợp chất hữu cơ là liên kết cộng hóa trị, được chia thành 2 loại: liên kết xích ma

và liên kết pi

 Sự tổ hợp 2 loại liên kết này tạo ra liên kết đơn hay liên kết bội

Liên kết đơn (hay LK xích ma) Liên kết đôi Liên kết ba