Tổng hợp lí thuyết hoá vô cơ lớp 11 ôn thi thpt quốc gia môn Hoá

 1/ Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazo và muối trong nước  Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước thành các ion..  Những chất tan trong nước phân li



1/ Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazo và muối trong nước

 Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước thành các ion

 Những chất tan trong nước phân li ra ion được gọi là những chất điện li

 Một số axit, bazo, muối khi tan trong nước phân li ra các ion (hạt tải điện) nên dẫn được điện

2/ Độ điện li

0

íïï

= n n ìïïî

3/ Phân loại các chất điện li:

a/ Chất điện li mạnh: ( α = 1)

 Chất điên li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion

 Sự điện li của chất điện mạnh là quá trình phân li hoàn toàn một chiều

 Axit : HCl, H SO , HNO 2 4 3 (các axit mạnh): HCl ¾ ¾® H+ + Cl-

 Bazo : NaOH, Ca OH ( )2 (các bazo mạnh, tan): NaOH ¾ ¾® Na+ + OH-

 Muối : NaCl, CaCl , Al SO2 2( 4 3) , (muối tan và tạo thành từ ít nhất một mạnh)

NaCl¾ ¾® Na+ + Cl-

b/ Chất điện li yếu: (0< a < 1)

 Chất điện li yếu là chất phân li một phần

 Sự điện li của chất điện li yếu là quá trình thuận nghịch

 Cân bằng điện li là cân bằng động

 Axit : CH COOH, H S , H P O ¼3 2 3 4

CH COOH¬ ¾ ¾¾ ¾® H+ + CH COO

-2

H S¬ ¾ ¾¾ ¾® H+ + HS-

2

HS- ¬ ¾¾ ¾®¾ H+ + S-

 Hiđrôxit lưỡng tính : Al OH , Cr OH , Be OH , Zn OH , P b OH , ( )3 ( )3 ( )2 ( )2 ( )2

Lý thuyết

HÓA HỌC VÔ CƠ 11

VẤN ĐỀ 1: SỰ ĐIỆN LI

n là số phân tử phân li ra ion

no là số phân tử hòa tan ban đầu

(Dạng axit: HAlO H O, HCrO H O, H BeO , H ZnO , H P bO , 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 )

 Muối: CH COONH , 3 4 (tạo từ hai yếu)

 Sử dụng phương pháp ba dòng

AB ¬ ¾ ¾¾ ¾® A+ + B- Ban đầu : a 0 0 Điện li : x x x Cân bằng : a – x x x (M)

Độ điện li : x.100%

a

a =

4/ Định luật bảo toàn điện tích

 Trong dung dịch chứa các chất điện li, tổng số mol điện tích dương và tổng số mol điện tích âm lu n lu n bằng nhau

 C ng thức chung : å Mol dt( )+ = å Mol dt( )

- Cách tính mol điện tích : ndt = so chi dt nion

 Khối lượng chất tan trong dung dịch mmuoi = mcat ion + manion

5/ Hằng số điện li của axit - bazo

a/ Xác định hằng số điện li của axit

HA¬ ¾ ¾¾ ¾® H+ + A-

a

[H ].[A ] k

[HA]

-=

+ é ù é ù éH , A , HA+ - ù

ë û ë û ở trạng thái cân bằng

+ ka : càng lớn thì tính axit càng mạnh

b/ Xác định hằng số điện li của bazo

BOH¬ ¾ ¾¾ ¾®OH- + B+

[

b

OH B k

BOH]

-=

+ éOH , B , BOH- ù é ù é+ ù

ë û ë û ở trạng thái cân bằng + kb : càng lớn thì tính bazo càng mạnh

6/ Độ pH

a/ Xác định độ pH của axit

B 1 Tính số mol axit điện li

B 2 Viết phương trình điện li axit

B 3 Tính nồng độ mol H+

B 4 Tính độ pH pH lg[H + ]

=

-b/ Xác định độ pH của bazo

B 1 Tính số mol bazo điện li

B 2 Viết phương trình điện li bazo

B 3 Tính nồng độ mol OH-

B 4 Tính pOH: pOH lg[OH - ]

=

-B 4 Suy ra pH: pH + pOH = 14

7/ Thuyết điện li – thuyết proton

Thuyết A – rê – ni – ut (thuyết điện li) Thuyết Bron – stêt (thuyết proton)

 Axit là chất khi tan trong nước phân li ra H+:

HCl¾ ¾® H+ + Cl-

 Axit là chất nhường proton H+

HCl + H O¾ ¾® H O+ + Cl-

 Bazo là chất khi tan trong nước phân li ra OH

-NaOH¾ ¾® OH- + Na+

 Bazo là chất nhận proton H+

NH + H O ¬ ¾ ¾¾ ¾® NH + + OH-

 Hiđroxit lưỡng tính khi tan trong nước vừa có

thể phân li như axit, vừa có thể phân li theo

bazo

 Chất lưỡng tính vừa có thể nhường proton, vừa có thể nhận proton



I – NGUYÊN TỬ NITO

 Cấu hình electron: 2 2 3

1s 2s 2p

 CTCT : Nº N      CTPT : N2

 N có các số oxi hóa:

3

-1/ Tính chất vật lí

 Là chất khí kh ng màu, kh ng m i, kh ng vị, hơi nhẹ hơn kh ng khí, hóa lỏng ở o

196 C.

-

 Nitơ ít tan trong nước, hoá lỏng và hoá rắn ở nhiệt độ rất thấp

 Kh ng duy trì sự cháy và sự h hấp

2/ Tính chất hóa học

2.1/ Tính oxi hoá: Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền (ở 30000C nó chưa bị phân hủy),

nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường

a/ Tác dụng với hidrô

 Xảy ra ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác( 0 )

Fe, 400 C Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt:

( )

0

Fe,400 C

-¾ -¾ -¾ -¾®

VẤN ĐỀ 2: NHÓM NITO - PHOTPHO

b/ Tỏc dụng với kim loại

 Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tỏc dụng với liti:

2

3

-+ ắ ắđ (lit i nit rua)

 Ở nhiệt độ cao, nitơ tỏc dụng với nhiều kim loại:

3

3Mg N Mg N     magie nitrua

ị Nitơ thể hiện tớnh oxi hoỏ khi tỏc dụng với nguyờn tố cú độ õm điện nhỏ hơn

2.2/ Tớnh khử:

 Ở nhiệt độ cao (30000C) nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit

0

3000 C 2

2

+

ắ ắ ắ ắđ

+ ơ ắ ắ ắắ (- không màu)

 Ở điều kiện thường, nitơ monoxit tỏc dụng với oxi kh ng khớ tạo nitơ dioxit:

( nâu đỏ)

2 N O O     2 N O

- Cỏc oxit: N O , N O , N O2 2 3 2 5 khụng điều chế được trực tiếp từ nitơ và oxi

ị Nitơ thể hiện tớnh khử khi tỏc dụng với nguyờn tố cú độ õm điện lớn hơn

4/ Điều chế

a/ Trong cụng nghiệp: Chưng cất phõn đoạn kh ng khớ lỏng

b/ Trong phũng thớ nghiệm:

 Nhiệt phõn muối nitrit:

( )

0

t

NH NO   ắ ắắđ  N - + 2H O

( )

0

200 C

NH Cl    NaNO  + ắ ắ ắ> ắđ N - + NaCl + 2H O

 Nhiệt phõn muối amoni yếu:

NH C r O ắ ắắđ N - + Cr + 4H O

II - AMONIAC

 Trong phõn tử NH3, N liờn kết với ba nguyờn tử hidro bằng ba liờn kết cộng húa trị cú

cực

 NH3 cú cấu tạo hỡnh chúp với nguyờn tử nitơ ở đỉnh

 Tớnh bazo củaNH3: do nitơ cũn một cặp electron húa trị chưa liờn kết

1/ Tớnh chất vật lớ

 Là chất khớ khụng màu, cú mựi khai xốc, nhẹ hơn kh ng khớ

 Tan rất nhiều trong nước (1 lớt nước hũa tan được 800 lớt khớ NH3)

 Amoniac hũa tan vào nước thu được dung dịch amoniac

2/ Tớnh chất húa học

2.1/ Tớnh bazơ yếu

a/ Tỏc dụng với nước: NH3 + H O   2 ơ ắ ắắ ắđ NH   OH4++ -

 Thành phần dung dịch amoniac gồm: NH , NH , OH 3 4+ -

=> dung dịch NH3là một dung dịch bazơ yếu, làm quỳ tớm húa xanh

b/ Tỏc dụng với dung dịch muối: ắ ắđ kết tủa hiđroxit của cỏc kim loại đú

( ) ( )

AlCl + 3NH + 3H Oắ ắđ Al OH ¯ + 3NH Cl

Al+ + 3NH + 3H Oắ ắđ Al OH ¯ + 3NH + Kiềm mạnh (NaOH, KOH, Ba OH , Ca OH( )2 ( )2) hũa tan được Al OH( ) ( )3 ¯ , nhưng bazo yếu (NH , R3 - NH2) thỡ khụng

c/ Tỏc dụng với axit: ắ ắđ muối amoni

NH + HCl ắ ắđ NH Cl    amoni clorua

2NH + H SO ắ ắđ NH SO    amoni sunfat

2.2/ Tớnh khử

a/ Tỏc dụng với oxi:

( )

0

t

4NH + 3O  ắ ắắđ 2N - + 6H O

( không màu)

0

P t,t

4NH     5O  + ắ ắ ắđ  4 NO - +  6H O

( nâu đỏ)

2NO    O   + ắ ắđ NO  

-b/ Tỏc dụng với clo:

2NH + 3Cl ắ ắđ N + 6HCl

3

NH kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo “ khúi trắng” NH Cl.4

(tinh thể màu trắng)

NH + HCl ắ ắđ NH Cl

3/ Điều chế

1/ Trong phũng thớ nghiệm: đun núng muối amoni với Ca OH ( )2

2

t

2NH Cl + Ca OH ắ ắắ đ CaCl + 2NH - +   2H O

2/ Trong công nghiệp: Tổng hợp từ nitơ và hiđro:

N k + 3H k   ¬ ¾ ¾ ¾¾ ¾ ¾¾®¾  2NH k       HD < O

o Nhiệt độ: 0 0

450 C – 500 C

o Áp suất cao từ 200 atm( ) – 300 atm( )

o Chất xúc tác: kim loại F e được trộn thêm Al O , K O, 2 3 2

o Làm lạnh hỗn hợp khí

III - MUỐI AMONI

 Là tinh thể ion gồm cation NH4+ và anion gốc axit Thí dụ: 4 ( 4) 4

2

NH Cl , NH SO ,

1/ Tính chất vật lí

 Tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn thành các ion, ion NH4+ không màu

2/ Tính chất hóa học

2.1/ Tác dụng với dung dịch kiềm

(NH4)2SO4 + 2NaOH ¾ ¾® 2NH3( )- + 2H O2 + Na SO2 4

Ion thu gọn: NH 4 + + OH   - ¾ ¾® NH 3( )- + H O 2

Nhận biết muối amoni, điều chế amoniac (Do có khí NH - 3( ) mùi khai)

2.2/ Phản ứng nhiệt phân

 Muối amoni của axit loại 1 khi đun nóng bị phân hủy thành NH3

( ) t 0 ( ) ( )

NH Cl r  ¾ ¾¾® NH k + HCl k

NH CO r   ¾ ¾¾® NH k + NH HCO r

0

t

NH HCO ¾ ¾¾® NH    CO    H O+ +

 Muối amoni của axit nitrơ, axit nitric khi bị nhiệt phân cho ra N2, N2O ( đinitơ oxit)

0

t

NH NO ¾ ¾¾® N + 2H O

0

t

NH NO ¾ ¾¾® N O + 2H O

0

500

2 C

2NH NO ¾ ¾ ¾¾®2 N + O   4H O+

2.3/ Khả năng tạo phức của dung dịch NH 3

 Dung dịch NH3có khả năng hòa tan hidroxit hay muối ít tan của 1 số kim loại

Ag , Cu , Zn , + + + , tạo thành các dung dịch phức chất

( )2 3 ( 3) (4 )2

Phương trình ion: Cu OH( )2 4NH3 Cu NH( 3)4 2 2OH

+

û +

ë

Phương trình ion: AgCl  2NH+ 3 ¾ ¾® Ag NHé ( 3 2)ù+ + Cl

Nguyên nhân: có sự kết hợp của các electron chưa sử dụng của nguyên tử nitơ với ion

kim loại, NH3 hóa lỏng được tách riêng

3/ Ứng dụng

 NH4HCO3 được dùng làm xốp bánh

 Phân bón hóa học

IV - AXIT NITRIC

1/ Cấu tạo phân tử O

 CTPT:HNO3 CTCT: H - O – N

O

 Nitơ có số oxi hoá cao nhất là +5

2/ Tính chất vật lý

 Là chất lỏng kh ng màu, bốc khói mạnh trong kh ng khí ẩm

 Axit nitric kh ng bền, khi có ánh sáng phân huỷ 1 phần:

a/ s

4HNO ¾ ¾ ¾® 4NO + O + 2H O

Þ Do đó axit HNO3cất giữ lâu ngày có màu vàng do NO2phân huỷ tan vào axit

Þ Cần cất giữ trong bình sẫm màu, bọc bằng giấy đen

 Axit nitric tan v hạn trong nước

3/ Tính chất hoá học

2.1/ Tính axit:

 Làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn

2.2/ Tính oxi hoá:

 Tuỳ vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử mà HNO3có thể bị khử đến:

NO, NO , N O, N , NH NO

a/ Với kim loại

 HNO3 oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ vàng và platin) kh ng giải phóng khí H2, kim loại bị oxi hóa đến mức oxihóa cao nhất

 Với những kim loại có tính khử yếu như: Cu, Ag thì HNO3( )đ bị khử đến

2

NO ; HNO loãng 3( ) bị khử đến NO.

2 

Cu   4HNO+   ¾ ¾®Cu NO + 2NO + 2H O

3Cu   8HNO l+ 3( )¾ ¾® 3Cu NO( 3)2  2NO+ + 4H O.2

 Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như: Mg, Zn, Al thì

( )đ

3

HNO bị khử yếu đếnNO ;2 HNO loãng 3( ) bị đến N O , N NH NO 2 2, 4 3

 Fe, Al, Cr bị thụ động hoá trong dung dịch HNO3 đặc nguội, H SO2 4 đặc nguội

b/ Với phi kim

 Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng được với C, P, S

Ví dụ: ( )đ t 0

C + 4HNO ¾ ¾¾® CO + 4NO + 2H O

( )đ

S + 6HNO ¾ ¾® H SO + 6NO + 2H O

c/ Với hợp chất

 H S, Hl, SO , FeO,2 2 muối sắt (II) có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hóa trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn

Ví dụ: 3FeO + 10HNO3 d ( ) ¾ ¾® 3Fe NO( 3)3   NO    5H O+ + 2 3H S2 + 2HNO3 d( ) ¾ ¾®  3S  2NO + + 4H O2

 Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu th ng bốc cháy khi tiếp xúc với

3

HNO đặc

V - MUỐI NITRAT

1/ Tính chất vật lý

 Dễ tan trong nước



Là chất điện li mạnh trong dung dịch, chúng phân li hoàn toàn thành các ion

Ví dụ: ( ) 2

Ca NO ¾ ¾®Ca     2NO+ +

- Ion NO-3 không có màu, màu của một số muối nitrat là do màu của cation kim loại Một số muối nitrat dễ bị chảy rữa như NaNO , NH NO ¼3 4 3

2/ Tính chất hoá học

 Các muối nitrat dễ bị phân huỷ khi đun nóng

 Trước Mg: Nitrat → Nitrit + O 2

Ví dụ: t 0

2KNO   ¾ ¾¾® 2KNO     O+

 Mg ¾ ¾® Cu: Nitrat → Oxit kim loại + NO 2 + O 2

Ví dụ: ( ) t 0

2Cu NO   ¾ ¾¾® 2CuO + 4NO + O

 Sau Cu: Nitrat → kim loại + NO 2 + O 2

Ví dụ: t 0

2AgNO ¾ ¾¾® 2Ag + 2NO + O 3/ Nhận biết ion nitrat (NO3–)

 Trong m i trường axit, ion NO3– thể hiện tinh oxi hóa giống như HNO3 Do đó thuốc thử d ng để nhận biết ion NO3– là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng

 Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí kh ng màu hóa nâu đỏ trong kh ng khí

3Cu    8H    2NO   + + + ¾ ¾® 3Cu + +  2 NO    4H O- + (dd màu xanh)

2NO   O +   ¾ ¾® 2NO (màu nâu đỏ)

VI - PHÂN BÓN HÓA HỌC

 Phân bón hóa học là những hóa chất có chứa các nguyên tố dinh dưỡng, được bón cho cây nhằm nâng cao năng suất m a màng

1/ Phân đạm

 Phân đạm cung cấp nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion nitrat NO3- và ion amoni NH4+

 Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá theo tỉ lệ % về khối lượng nguyên tố nitơ

a/ Phân đạm amoni

 Đó là các muối amoni: NH Cl, NH NO4 4 3 (đạm 2 lá), (NH4)2SO4 (đạm 1 lá)

 Được điều chế bằng cách cho NH3 tác dụng với axit tương ứng

2NH         H SO  + ¾ ¾® NH SO

b/ Phân đạm nitrat

 Đó là các muối nitrat: NaNO , Ca NO3 ( 3 2)¼

 Được điều chế bằng phản ứng giữa axit HNO3 và muối cacbonat tương ứng

CaCO        2HNO+ ¾ ¾® Ca NO        CO+ - +       2H O

c/ Phân đạm urê

 (NH2 2) CO (chứa khoảng 46%N) là loại phân đạm tốt nhất hiện nay

 Được điều chế bằng cách cho NH3tác dụng với CO2 ở nhiệt độ và áp suất cao

2NH          CO+ ¾ ¾® NH CO       H O+

 Trong đất urê dần chuyển thành muối cacbonat:

(NH2)2CO         2H O + 2 ¾ ¾®(NH4)2CO 3

2/ Phân lân

 Phân lân cung cấp nguyên tố P cho cây dưới dạng ion photphat 3

4

(P O -)

 Độ dinh dưỡng của phân lân được đánh giá theo tỉ lệ % khối lượng P O2 5 tương ứng với lượng P có trong thành phần của nó

 Có hai loại: supephotphat đơn và supephotphat kép

a/ Supephotphat đơn: Gồm hai muối: Ca H PO( 2 4)2và CaSO 4 Được điều chế bằng cách cho quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit H2SO4 đặc

Ca PO         2H SO+  ¾ ¾®Ca H PO         CaSO+ ¯

b/ Supephotphat kép: Đó là muối Ca H P O( 2 4 2) Được điều chế qua hai giai đoạn

Ca PO       3H SO  + ¾ ¾® 2H PO          3CaSO+ ¯

Ca PO         H PO  + ¾ ¾® 3Ca H PO

3/ Phân kali

 Phân kali cung cấp nguyên tố K dưới dạng ion K +

 Độ dinh dưỡng của phân K được đánh gái theo tỉ lệ % khối lượng K O2 tương ứng với lượng K có trong thành phần của nó

4/ Phân hỗn hợp - Phân phức hợp

a/ Phân hỗn hợp: chứa N, P, K được gọi chung là phân NPK

Thí dụ: (NH4)2HP O và KNO 4 3

b/ Phân phức hợp: Thí dụ: Phân amophot là hỗn hợp các muối NH H P O4 2 4 và

(NH4)2HP O 4

5/ Phân vi lượng:

 Phân vi lượng cung cấp cho cây các nguyên tố như bo, kẽm, mangan, đồng ở dạng hợp chất



I – NGUYÊN TỐ CACBON

1/ Vị trí - cấu hình electron nguyên tử

a/ Vị trí: Cacbon ở thứ 6, chu kỳ 2, nhóm IVA của bảng tuần hoàn

b/ Cấu hình electron nguyên tử

 Cấu hình e: 2 2 2

1s 2s 2p

 Các số oxi hóa của C là: - 4, 0, + 2, + 4.

2/ Tính chất vật lý

 C có ba dạng th hình chính: Kim cương, than chì và fuleren

3/ Tính chất hóa học

 Trong các dạng tồn tại của C, C v định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học

 Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: tính oxi hóa và tính khử Tuy nhiên chủ yếu là tính khử

a/ Tính khử

 Tác dụng với oxi : 0 ¾ ¾¾®0 +4

t

C + O C O

Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng : 0

t 2

C + C O ¾ ¾¾® 2C O

 Tác dụng với hợp chất: 0 ¾ ¾¾®0 +4

t

C + 4HNO C O + 4NO + 2H O

b/ Tính oxi hóa

 Tác dụng với hidro: 0 0 -4

t , xt

C+ 2H ¾ ¾ ¾® C H

 Tác dụng với kim loại: 0 0 -4

t

3 C+ 4Al¾ ¾¾® Al C (nhôm cacbua)

II - CACBON MONOXIT

VẤN ĐỀ 3: NHÓM CACBON - SILIC

1/ Tớnh chất húa học

 Tớnh chất húa học đặc trưng của CO là tớnh khử: 2 0 4

t

2/ Điều chế

a/ Trong phũng thớ nghiệm

0

H SO (đặc), t

2

HCOOHắ ắ ắ ắ ắđCO           H O+

b/ Trong cụng nghiệp: Khớ CO được điều chế theo hai phương phỏp

0

1050 2

C

2

C             H O+ ơ ắ ắ ắắắ ắ ắ ắđ  CO          H+

C               O      + ắ ắắđ    CO

0

t 2

CO           C    + ắ ắắđ  2CO

III - CACBON ĐIOXIT

1/ Tớnh chất vật lý

 Là chất khớ kh ng màu, nặng gấp 1,5 lần kh ng khớ

 CO2 (rắn) là một khối màu trắng, gọi là nước đỏ kh Nước đỏ kh kh ng núng chóy

mà thăng hoa, được d ng tạo m i trường lạnh kh ng cú hơi ẩm

2/ Tớnh chất húa học

 Khớ CO2 khụng chỏy, khụng duy trỡ sự chỏy của nhiều chất

 CO2 là oxit axit, khi tan trong nước cho axit cacbonic

CO k        H O l   + ơ ắ ắắ ắđ H CO dd

 Tỏc dụng với dung dịch kiềm

CO           NaOH   + ắ ắđ  NaHCO

CO          2NaOH   + ắ ắđ  Na CO         H O+

T y vào tỉ lệ phản ứng mà cú thể cho ra cỏc sản phẩm muối khỏc nhau

3/ Điều chế

a/ Trong phũng thớ nghiệm

CaCO          2HCl   + ắ ắđ  CaCl            CO+ -          H O+

b/ Trong cụng nghiệp: Khớ CO2 được thu hồi từ quỏ trỡnh đốt chỏy hoàn toàn than

IV - AXIT CACBONIC - MUỐI CACBONAT

1/ Axit cacbonic

 Là axit kộm bền, chỉ tồn tại trong dung dịch loóng, dễ bị phõn hủy thành CO2 và H2O

 Là axit hai nấc, trong dung dịch phõn li hai nấc