Thành phần và tính chất các hợp chất vô cơ

Định nghĩa : Oxit là hợp chất mà trong phân tử có chứa nguyên tử của nguyên tố oxi kết hợp với nguyên tử của nguyên tố khác.. Cách viết công thức : - Kí hiệu nguyên tố oxi viết sau kí h

Phần I: Hoá học phổ thông cơ sở

Ch

ơng I : Thành phần và tính chât các hộ chất vô cơ

A Phần lí thuyết

Đ 1 Oxit

I Định nghĩa :

Oxit là hợp chất mà trong phân tử có chứa nguyên tử của nguyên tố oxi kết hợp với nguyên tử của nguyên tố khác

Ví dụ : Na2O , SO2 , P2O5 , Fe2O3 , MgO , Cl2O7

II Phân loại : Có 2 loại

- Oxit bazơ : Là những oxit tơng ứng với các bazơ

Ví dụ : Na2O , Fe2O3 , MgO

- Oxit axit ( Hay còn gọi Anhiđrit) : Là những oxit tơng ứng với các axit

Ví dụ : SO2 , P2O5 , Cl2O7

III Cách viết công thức :

- Kí hiệu nguyên tố oxi viết sau kí hiệu của nguyên tố khác

- Tổng hoá trị của nguyên tố oxi bằng tổng hoá trị của các nguyên tố khác

Ví dụ : FeIII2OII3 PV2OII5

IV Cách đọc tên :

a/ Oxi bazơ : Tên nguyên tố kim loại + hoá trị + oxit

Ví dụ : Na2O : Natri oxit , FeO : Sắt (II) oxit , Fe2O3 : Sắt (III) oxit

b/ Oxit axit : Có 3 cách đọc tên

- Tên nguyên tố phi kim + hoá trị + oxit

- Tên nguyên tố phi kim + số nguyên tử oxi + oxit

- Anhiđrit + tên axit tơng ứng

Ví dụ : SO2 đọc là : - Lu huỳnh IV oxit SO3 đọc là - Lu huỳnh VI oxit

- Lu huỳnh đi oxit - Lu huỳnh tri oxit

- Anhiđrit sunfurơ - Anhiđrit sunfuric

V Tính chất hoá học chung :

a/ Oxit bazơ :

1/ Oxit bazơ tác dụng với axit tạo thành muối và nớc

Na2O + 2HCl   → 2NaCl + H2O

Fe2O3 + 3H2SO4   → Fe2(SO4)3 + 3H2O

2/ Một số oxit bazơ tác dụng với nớc tạo thành hiđroxit tơng ứng

Na2O + H2O   → 2NaOH BaO + H2O   → Ba(OH)2

3/ Một số oxit bazơ tác dụng với oxit axit tạo thành muối

CaO + CO2  → CaCO3

Na2O + SO2   → Na2SO3

b/ Oxit axit :

1/ Oxit axit tác dụng với bazơ kiềm tạo thành muối và nớc :

SO2 + 2NaOH   → Na2SO3 + H2O

P2O5 + 6KOH   → 2K3PO4 + 3H2O

Lu ý : Khi các oxit axit tác dụng với các bazơ kiềm thì tuỳ theo nồng độ của các chất phản ứng mà tạo

thành muối trung hoà hay muối axit

Ví dụ : CO2 + 2NaOH   → Na2CO3 + H2O (1)

CO2 + NaOH   → NaHCO3 (2)

- Nếu nCO 2 : nNaOH ≤ 1 : 2 Thì PƯ tạo thành muối trung hoà ( PƯ 1)

- Nếu nCO 2 : nNaOH ≥ 1 Thì PƯ tạo thành muối axit ( PƯ 2)

- Nếu 1 : 2 < nCO 2 : nNaOH < 1 Thì PƯ tạo thành đồng thời 2 muối

2/ Oxit axit tác dụng với nớc tạo thành axit tơng ứng

SO2 + H2O   → H2SO3

P2O5 + 3H2O   → 2H3PO4

BaO + CO2  → BaCO3

K2O + SO2   → K2SO3

Đ 2 Bazơ

I Định nghĩa :

Bazơ là hợp chất mà trong phân tử có chứa nguyên tố kim loại kết hợp với một hay nhiều nhóm hiđroxyl (OH)

Ví dụ : NaOH , Ca(OH)2 , Al(OH)3 , Fe(OH)2

II Phân loại :

- Bazơ tan : bazơ kiềm Tính tan của bazơ càng lớn thì tính kiềm càng mạnh

- Bazơ không tan

III Cách viết công thức :

- Kí hiệu nguyên tố kim loại viết trớc các nhóm OH

- Nhóm OH hoá trị 1 => số nhóm OH phải bằng hoá trị của nguyên tố kim loại

Ví dụ : NaOHI , Ca(OH)II 2 , Fe(OH)II 2 , Fe(OH)III 3

IV Cách đọc tên :

Đọc tên nguyên tố kim loại + hoá trị của kim loại + hiđroxit

Ví dụ : NaOH Natrihiđroxit , Fe(OH)2 Sắt II hiđroxit , Fe(OH)3 Sắt III hiđroxit

V Tính chất hoá học chung :

1/ Bazơ tác dụng với axit tao thành muối và nớc

2NaOH + H2SO4   → Na2SO4 + 2H2O Fe(OH)3 + 3HCl   → FeCl3 + 3H2O

2/ Bazơ kiềm tác dụng với oxit axit tạo muối và nớc

2NaOH + CO2   → Na2CO3 + H2O 6KOH + P2O5   → 2K3PO4 + 3H2O

3/ Bazơ kiềm tác dụng với muối tan tạo thành muối và nớc

2NaOH + CuSO4   → Na2SO4 + Cu(OH)2↓

Ba(OH)2 + Na2CO3   → BaCO3↓ + 2NaOH

4/ Các bazơ không tan bị nhiệt phân tích tạo thành oxit tơng ứng và nớc

Cu(OH)2 t →0cao

CuO t →0cao

+ H2O 2Fe(OH)3 t →0cao

Fe2O3 + 3H2O

5/ Tác dụng với các chất chỉ thị màu

- Làm quì chuyển màu xanh

- Làm fenolftalein từ không màu sang màu đỏ

Đ 3 Axit

I Định nghĩa :

` - Axit là hợp chất mà trong phân tử có chứa các nguyên tử Hiđro , mà các nguyên tử hiđro này có khả năng thay thế hoặc đổi chỗ với kim loại

- Gốc axit là những nguyên tử hay một nhóm nguyên tử kết hợp với các nguyên tử hiđro có khả năng

bị thay thế

Ví dụ : H2SO4 HCl HNO3 H2S

Gốc axit

II Phân loại : Có 2 loại

a / Axit hiđric : Là những axit không chứa oxi : HCl , H2S , HBr , HF

b / Axit oxi : Là axit có chứa oxi : H2SO4 , HNO3 , HClO4

III Cách viết công thức :

- Kí hiệu các nguyên tử hiđro viết trớc các gốc axit

- Nguyên tử hiđro có hoá tri 1, nên số nguyên tử hiđro bằng hoá trị của gốc axit

- Với axit oxi : Tổng hoá trị của nguyên tố oxi phải bằng tổng hoá trị của các nguyên tố khác trong phân tử

IV Cách đọc tên :

1/ Axit hiđric : Đọc axit + tên nguyên tố phi kim + hiđric

Ví dụ : HCl axit Clohiđric , H2S axit Sunfuhiđric

2 / Axit Oxi :

a/ Axit của nguyên tố phi kim có có nguyên âm đứng cuối thì đọc : axit + tên nguyên tố phi kim +

r + đuôi ic (hoặc đuôi ơ)

Ví dụ : H2SO4 axit sunfuric H2SO3 axit sunfurơ

HNO3 axit Nitric HNO2 axit Nitrơ

b/ Axit của nguyên tố phi kim có có phụ âm đứng cuối thì đọc : axit + tên nguyên tố phi kim +

phụ âm + đuôi ic (hoặc đuôi ơ)

Ví dụ : H2SeO4 axit selennic H2SeO3 axit selennơ H2CO3 axit Cacbonnic

c/ Những phi kim tạo nhiều axit oxi khác nhau thì :

- Axit nào có nhiều oxi hơn thì đọc đuôi ic

- Axit nào có it oxi hơn thì đọc đuôi ơ

Ví dụ : HClO axit hipoclorơ HClO2 axit Clorơ

HClO3 axit Cloric HClO4 axit peCloric

V Tính chất hoá học chung :

1/ Tác dụng với bazơ tạo thành muối và nớc :

HCl + KOH   → KCl + H2O 3H2SO4 + 2Fe(OH)2   → Fe2(SO4)3 + 6H2O

2/ Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nớc

2HCl + CuO   → CuCl2 + H2O 3H2SO4 + Fe2O3   → Fe2(SO4)3 + 3H2O

3/ Tác dụng với kim loại mạnh tạo thành muối và nớc

2HCl + Mg   → MgCl2 + H2↑

H2SO4 (l ) + Fe   → FeSO4 + H2↑

H2SO4 (l ) + Cu   → không phản ứng

4/ Axit tác dụng với muối của axit yếu hơn hoặc dễ bay hơn tạo thành muối mới và axit mới

H2SO4 + CaCO3   → CaSO4 + CO2↑ + H2O 2HCl + Na2SO3   → 2NaCl + SO2↑ + H2O

5/ Tác dụng với các chất chỉ thị màu

- Làm quì chuyển màu đỏ

Đ 4 Muối

I Định nghĩa :

Muối là hợp chất mà trong phân tử có chứa nguyên tố kim loại kết hợp với gốc axit

Ví dụ : FeSO4 , MgCl2 , Fe2(SO4)3 , CaCO3

II Phân loại : Có 2 loại

1/ Muối trung hoà : Là muối mà trong phân tử không còn nguyên tử hiđro có khả năng bị thay thế

Ví dụ : Fe2(SO4)3 , CaCO3 , KNO3 , CuSO4 , BaCl2

2/ Muối axit : Là muối mà trong phân tử còn nguyên tử hiđro có khả năng bị thay thế

Ví dụ : NaHS , KHSO4 , Na2HPO4 , NaH2PO4 , Ca(HCO3)2

III Cách viết công thức :

- Viết kí hiệu nguyên tố kim loại trớc kí hiệu của gốc axit

- Tổng hoá trị của nguyên tố kim loậiphỉ bằng hoá trị của gốc axit

- Với muối của axit oxi : Tổng hoá trị của nguyên tố oxi phải bằng tổng hoá trị của các nguyên tố khác trong phân tử

Ví dụ : Na2SO4

I.2 I.1

Fe2(SO4)3

III.2 II.3

IV Cách đọc tên :

Cách đọc tên gốc axit :

- Gốc của axit có đuôi ic đứng cuối thì đổi đuoi ic sang đuôi at

- Gốc của axit có đuôi ơ đứng cuối thì đổi đuoi ơ sang đuôi it

- Gốc của axit có đuôi hiđric đứng cuối thì thay đuoi hiđric bằng một phụ âm phù hợp + đuôi ua

1/ Cách đọc tên muối trung hoà : Tên của nguyên tố kim loại +hoá tri + tên của gốc axit tơng ứng

Ví dụ : FeSO4 : Sắt II Sunfat , Fe2(SO4)3 : Sắt III sunfat , NaNO3 : Natri Nitrat

K2SO3 : Kali Sunfit , Ca(NO2)2 : Canxi Nitrit , NaClO2 : Natri Clorit

KCl : Kali clorua , CuS : Đồng II sunfua , BaBr2 : Bari Bromua

2/ Cách đọc tên muối Axit : Tên của nguyên tố kim loại +hiđro + tên của gốc axit tơng ứng

Ví dụ : Ca(HCO2)2 : Canxihiđrocacbonnat , KHS : Kalihiđrosunfua , NaHSO3 : Natrihiđrosunfit

V Tính chất hoá học chung :

1/ Muối tác dụng với axit mạnh hơn hay khó bay hơi hơn tạo thành Muối mới và axit mới

Ví dụ : CaCO3 + H2SO4   → CaSO4 + CO2↑ + H2O

Na2SO3 + 2HCl   → 2NaCl + SO2↑ + H2O

2/ Muối tan tác dụng với bazơ kiềm tạo thành muối mới và bazơ mới

Ví dụ : FeCl3 + 3NaOH   → Fe(OH)3↓ + 3NaCl

K2CO3 + Ba(OH)2   → 2KOH + BaCO3↓

3/ Muối tan tác dụng với kim loại mạnh hơn kim loại trong muối tạo thành muối mới và kim loại mới

Ví dụ : Cu + 2AgNO3   → Cu(NO3)2 + 2Ag↓

Fe + CuSO4   → FeSO4 + Cu↓

4/ Hai muối tan tác dụng với nhau tạo thành hai muối mới

Ví dụ : Ca(NO3)2 + K2CO3   → CaCO3 + 2KNO3↓

AgNO3 + NaCl   → AgCl + NaNO3↓

B Phần bài tập ứng dụng 1) Có bao nhiêu phơng pháp điều chế các muối sau đây, viết các PƯHH chứng minh :

a/ CuCl2 ; b/ NaCl ; c/ CuSO4 ; d/ Na2SO4

2) Cho các CTHH sau : K2O , KOH , KHSO3 , K2SO3 , SO3 , H2SO4 , KHSO4 , Fe(OH)3 , Fe2O3 , CO2

, HCl , Ca(OH)2 , Ca(HCO3)2 , CaCO3 , CaO

a/ Các CTHH trên thuộc loại hợp chất vô cơ nào ? Hãy gọi tên các CTHH đó ?

b/ Viết các PTHH có thể xảy ra từng đôi một giữa các CTHH trên

3) Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại gồm : Mg, Fe, Cu trong khí Clo d Sau phản ứng thu

đợc hỗn hợp chất rắn A Cho chất rắn A vào dung dịch NaOH d thì thu đợc kết tủa B Lọc lấy kết tủa B rồi

nung nóng ở nhiệt độ cao đến khối lợng không đổi thì thu đợc chất rắn D Cho D vào dung dịch axit

sunfuric loãng d thì thu đợc V1 lít khí D1 , m1 gam chất rắn D2 không tan và dung dịch D3

a/ A, B, C, D , D1 , D2 , D3 là những chất gì ? Viết các PTHH mô tả hiện tợng của các thí nghiệm trên

b/ Nếu cho m = 21,6 gm , m1 = 6,4 gam , V1 = 4,48 lit (đktc) Tính khối lợng mỗi kim loại ban đầu

4) Cho 13,4 gam hỗn hợp CaCO3 và MgCO3 tan hoàn toàn trong dung dịch axit clohiđric d thì thu

đ-ợc 3,36 lít khí A (đktc)

a/ Tính thành phần % khối lợng mỗi muối cacbonat ban đầu ?

b/ Nếu cho toàn bộ khí A thu đợc ở trên vào dung dịch có chứa 11,2 gam KOH thì sau khi phản ứng kết thúc ta sẽ thu đợc những muối nào ? Tính khối lợng của mỗi muối đó ?

5) Cho V lít khí CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 1,5M Sau phản ứng thu đợc 10 gam kết tủa Tính V ?

6) Cho 10 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm N2 và CO2 đi qua 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu đợc 1 gam kết tủa Hãy xác định thành phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp đầu

Ch

ơng II : Các bài toán về dung dịch

A Phần lí thuyết

1/ Khái niệm về dung dịch : Dung dịch là một hệ đồng nhất gồm chất tan và dung môi

- Hệ đồng nhất là : không có bề mặt ngăn chia giữa dung môi và chất tan

- Độ tan ( S ) : Là lợng chất tan tối đa trong lợng dung môi ở một nhiệt độ xác định :

+ Nếu S > 10 : là chất dễ tan , S < 1 : là chất khó tan , S < 0,01 : coi nh không tan + Khi nhiệt độ tăng, độ tan của chất rắn và chất lỏng thờng tăng ( Nếu sự tan là thu nhiệt ), còn độ tan của các chất khí là giảm

+ Dung dịch bão hoà (dung dịch no) : Là dung dịch trong đó độ tan là lớn nhất (không thể tan đợc nữa) ở một nhiệt độ xác định

2/ Khái niệm về nồng độ dung dịch : Là lợng chất tan có trong một lợng xác định hay trong một

thể tích xác định của dung dịch

a/ Nồng độ phần trăm (%) : Biểu thị bằng số gam chất tan chứa trong 100 gam dung dịch

C% =

dd

ct

m

m

100 % Trong đó : mdd = mdm + mctan

- mdd : số gam dung dịch , mdm : Số gam dung môi , mct : Số gam chất tan

Ví dụ : d2 NaOH 40% có nghĩa là trong 100 gam dung dịch thì có : 40 gam NaOH và 60 gam nớc

- Ngời ta còn dùng nồng độ phần trăm thể tích để chỉ các chất lỏng hoà tan vào nhau

) (

)

dd V

ct V

Trong đó : VCT : số ml chất tan ; Vdd : số ml chất dung dịch

Ví dụ : d2 rợu 60% có nghĩa là : Trong 100 ml d2 rợu thì có 60 ml rợu

V

n

/

CM: nnồng độ mol/lit ; V : Số lít d2 ; n : số mol chất tan

Ví dụ : d2 NaOH 2M có nghĩa là : Trong 1 lít d2 có chứa 2 mol NaOH - a : Số gam chất tan

Công thức liên hệ giữa C% và CM : CM = mol l

M

aD

/ 10

Trong đó : - D : Khối lợng riêng

- M Khối lợng phân tử

Ví dụ : Tính nồng độ % của d2 H2SO4 2M ( D = 1,02 g/ml )

02 , 1 10

98 2

% 98

02 , 1 10 2 10

≈

=

=>

=

M aD

B Phần bài tập ứng dụng 1/ Ngời ta cho 20 g d2 NaOH 4% tác dụng với d2 H2SO4 0,2M (D = 1,02) Tính thể tích d2 H2SO4

cần thiết và nồng độ % các chất tan trong d2 sau phản ứng

Giải 2NaOH + H2SO4   → Na2SO4 + 2H2O

nNaOH = 10020..404 = 0,02 mol => theo PƯ : nH 2 SO 4 =

2

1

nNaOH =

2

1

0,02 = 0,01 mol Vậy : Vd 2 H 2 SO 4 = 00,,012 = 0,05 lít

md 2 H 2 SO 4 = 50 1,02 = 51 gam => md 2 sau PƯ = 20 + 51 = 71 gam

- Chất tạo thành trong d2 sau phản ứng là Na2SO4 Theo PƯ : nNa 2 SO 4 = nH 2 SO 4 = 0,01 mol

mNa 2 SO 4 = 0,01 142 = 1,42 gam => C% Na 2 SO 4 = 100

71

42 , 1

2/ Cần bao nhiêu gam d2 Ca(NO3)2 41% để tác dụng vừa hết 40g d2 Na2CO3 53% Tính nồng độ % chất tan trong d2 sau phản ứng

Giải Ca(NO3)2 + Na2CO3   → CaCO3↓ + 2NaNO3

nNa 2 CO 3 = 10053..10640 = 0,2 mol => Theo p : nCa(NO 3 ) 2 = nCaCO 3 = nNa 2 CO 3 = 0,2 mol

mCa(NO 3 ) 2 = 0,2 164 = 32,8g => md 2 Ca(NO 3 ) 2 =

41

100 8 , 32

= 80g

=> md 2 Ca(NO 3 ) 2 = 80 gam

- Sản phẩm thu đợc sau p là NaNO3 Theo p : nNaNO 3 = 2 nNa 2 CO 3 = 0,2 2 = 0,4 mol

=> mNaNO 3 = 85 0,4 = 32 gam

md 2 NaNO 3 = md 2 Ca(NO 3 ) 2 + md 2 Na 2 CO 3 - mCaCO 3 = 40 + 80 - 0,2 100 = 100g

C%NaNO 3 =

100

100 32

= 32%

3/ Cần bao nhiêu gam d2 H2SO4 24,5% trộn với 40g d2 H2SO4 78,4% để thu đợc d2 H2SO4 49%

Giải Cách 1 : mH 2 SO 4 trong 40g d2 H2SO4 78,4% =

100

4 , 78 40

= 31,36g

Đặt khối lợng d2 H2SO4 24,5% cần dùng là x   → mH 2 SO 4 trong x g d2 H2SO4 24,5% =

100

5 ,

24 x

= 0,245x

md 2 H 2 SO 4 = sau khi pha là ( 40 + x )g và m H 2 SO 4 sau khi pha là : ( 31,36 + 0,245x ) g

áp dụng CT : C% =

dd

ct

m

m

100 % => 49% = 31,3640++0,x245x 100

Giải pt trên ta đợc x = 48 gam Vậy cần 48 gam dung dịch H 2 SO 4 24,5%

Cách 2 : Ta sử dụng qui tắc đờng chéo :

md2A

md2B

C1%

C2%

C3%

C3% - C2%

C1% - C3%

=> md2A

md2B =

C3% - C2%

C1% - C3%

- Đặt khối lợng d2 H2SO4 24,5% cần dùng là x

- Khối lợng d2 H2SO4 78,4% là 40 gam

24,5%

78,4%

49%

x g

40g

29,4%

24,5%

x 40

29,4%

24,5% =

40 29,4%

24,5% = 48 gam

4/ Cho 12 g hợp kim Fe – Cu tan hoàn toàn trong d2 H2SO4 đặc, nóng (d) Sau phản ứng thu đợc 5,6 lít khí duy nhất (đktc)

b) Tiếp tục oxihoá khí thu đợc bằng oxi với sự có mặt của V2O5 và 4500c Sản phẩm thu đợc cần hoà tan vào bao nhiêu gam d2 H2SO4 49% để có đợc d2 H2SO4 73,5%

Giải a) Theo đầu bài ta có PƯ : 2Fe + 6 H2SO4 (đ)   →t0 Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O (1)

Cu + 2 H2SO4 (đ)   →t0 CuSO4 + SO2↑ + 2H2O (2) Khí thoát ra là khí SO2 và : nSO 2 = 225,,64 = 0,25 mol Nếu đặt số mol Fe và Cu trong hợp kim là : x và y Theo giả thiết ta có : mFe + Cu = 56x + 64y = 12 *

Theo PƯ (1) và (2) ta có nSO 2 = x + y

2

3

= 0,25 hay 3x + 2y = 0,5 **

Giải hệ Pt * và ** ta đợc : x = y = 0,1 mol

Vậy : mFe = 56 0,1 = 5,6 gam => %mFe = 5,612.100 = 46,67%

%mCu = 100% - 46,67% = 53,33%

b) PƯ oxihoá SO2 : 2SO2 + O2     0 →

5 , 450

O

V 2SO3 (3)

SO3 + H2O   → H2SO4 (4) Theo PƯ (3): nSO 3 = nSO 2 = 0,25 mol => mSO 3 = 80 0,25 = 20g

(4) : :

……… nH 2 SO 4 = nSO 3 = 0,25 mol => mH 2 SO 4 = 98 0,25 = 24,5g

Đặt khối lợng d2 H2SO4 49% cần tìm là x → md 2 sau khi pha = (20 + x)g

mH 2 SO 4 49% có trong x g d2 =

100

49x

= 0,49x và mH 2 SO 4 trong d 2 sau khi pha = (24,5 + 0,49x)g => 73,5 = 24,205++0,x49x 100 => x = 40 gam Vậy cần 40 gam dung dịch H 2 SO 4 49 %

Ta có thể giải theo phơng pháp đờng chéo :

Qui nồng độ của các d2 H2SO4 về nồng độ của SO3 và xem nồng độ của SO3 là 100%

Với d2 H2SO4 49% 98g H2SO4 tương ứng với d

2H2SO4 49%

80g SO3 SO3 là x 98g H2SO4 tương ứng với d2H2SO4 73,5%

80g SO3 SO3 là y Với d2 H2SO4 73,5%

x = 80 49%

98 = 40%

y = 80 73,5%

98 = 60%

100%

40%

60%

20g SO3

x g d2H2SO4

20%

40%

20 40

20 = 40 gam x

Ch ơng III : Các bài toán về chất khí

A Phần lí thuyết : Định luật avogađro

I Nội dung :

+ Trong cùng điều kiện ( về t0c và P ) những thể tích bằng nhau của mọi chất khíđều chứa cùng một

số phân tử

+ Trong cùng điều kiện ( về t0c và P ) một mol của mọi chất khí đều chiếm cùng một thể tích nh nhau

+ Nếu chọn điều kiện : t0 = 00c hay T = 2730k và p = 1 atm hay p = 760 mmHg làm chuẩn thì ở điều kiện này : một mol của mọi chất khí đều bằng nhau và bằng 22,4 lít ( hay dm3 ) Điều kiện này đợc gọi là:

Điều kiện tiêu chuẩn (đktc)

Ví dụ : Tìm KLPT của một chất A Biết rằng khi hoá hơi 9,2g A thì thu đợc thể tích bằng thể tích của 5,6g nitơ ( Các thể tích đều đo trong cùng điều kiện t0 và p )

Theo định luật avogađro : Vì trong cùng đk t0 và p VA = VN 2 => nA = nN 2 =

28

6 , 5

= 0,2 mol

MA = 90,,22 = 4,6 gam hay 46 (u)

II Một số tr ờng hợp cơ bản về bài toán chất khí :

1/ Quan hệ giữa thể tích ở đktc với thể tích ở điêù kiện bất kì :

( Đối với một khối lợng m không đổi của chất khí )

áp dụng phơng trình trạng thái :

P0V0

T0

PV T

- P0V0 : áp xuất và thể tích ở đktc Trong đó: - T- PV : áp xuất và thể tích ở đkbk

0 ; Nhiệt độ ken vin ở đktc = 2730k (hay 00c)

- T ; Nhiệt độ ken vin ở đkbk = T0 + t0c

=

Ví dụ : Tại 2730k thì 22g CO2 chiếm thể tích 5,6 lít Tính sự thay đổi áp xuất trong quá trình đó ?

nCO 2 = 4422 = 0,5 mol => tại đktc V0 = 22,4 0,5 = 11,2 lít

áp dụng phơng trìng trạng thái ta có : P =

0

0 0

VT

T V P

= 1.27311,2..5273,6 = 2 atm

=> áp xuất đã tăng thêm là : 2 – 1 = 1 hoặc áp xuất đã tăng : 2

1

2

0

=

=

P

P

lần

2/ Tính áp xuất chất khí trong điều kiện cố định thể tích bình chứa khí , nhiệt độ của chất khí

Cơ sở : Theo thuyết động học chất khí : áp xuất do chất khí gây ra tác dụng lên thành bình chứa khí đó ,

đợc quyết định bởi số va chạm của các phân tử chất khí lên thành bình ( Trong một đơn vị thời gian , một

đơn vị thể tích )

Các yếu tố quan trọng ảnh hởng đến số va chạm này là tốc độ chuyển động của các phân tử khí và số lợng phân tử Vì các chất khí chyển động nhiệt là chủ yếu , do đó khi nhiệt độ của khí không thay đổi thì cũng có thể coi tốc độ chuyển động của các phân tử khí ảnh hởng không đáng kể lên số va chạm

Nh vậy số va chạm chỉ còn phụ thuộc vào số lợng phân tử khí => áp xuất trớc và sau tỉ lệ với số mol của các chất khí trớc và sau phản ứng :

- Nếu n1 : số mol khí gây nên áp xuất P1

- Nếu n2 : số mol khí gây nên áp xuất P2

n1

n2

P1

P2

V1

V2

=

=>

n1

n2

P1

Theo định luật avogađro ta có : n1 =

V1

V2

Ví dụ : Có một bình kín bằng kim loại thể tích 10 lít Sau khi đã rửa sạch, làm khô, hút hết không khí rồi nạp vào đó 20 lít oxi thì áp xuất khí trong bình đó là bao nhiêu ? Biết rằng nhiệt độ khí trong bình không thay đổi

Nếu nạp vào bình vừa đủ 10 lít oxi thì áp xuất khí trong bình bằng áp xuất khí quyển

=>

Như vậy : - 10 lit khí gây ra áp xuất = 1 atm

- 20 lít khí ……… = P P =

20 10 1 = 2 atm

3/ Khối l ợng riêng , tỷ khối hơi :

dm3 ) D = g/l hay g/dm3

Xét ở đktc : một mol khí có D = 22M,4 (1) => M = 22,4 D ( M : KLPT khí )

xét m gam khí chiếm thể tích V lít ở điều kiện bất kì → D =

V m

b) Tỷ khối hơi : Tỷ khối hơi của chất khí A so với chất khí B là tỷ số khối lơng riêng của khí A chia

cho khối lợng riêng của khí B ở cùng nhiệt độ và áp xuất

Kí hiệu tỷ khối hơi của A so với khí B là d → ta có biểu thức : d D A

Từ (1) và (2) ta có biểu thức : dA/B =

B A M M (3) => MA = MB dA/B Từ (3) ta cũng có thể biểu diễn : dA/B =

B A m m ( mA, mB : khối lợng khí A, B ở cùng T, P, V ) Từ (3) ta có thể biết đợc KLPT khí A nặng gấp bao nhiêu lần KLPT khí B Ví dụ : Xác định KLPT của các chất : - A biết tỷ khối hơi của A so với N2 là 2 - B ……… không khí là 2 - MA = MN 2 dA/N 2 = 28 2 = 56 gam - MA = MK 2 dA/K 2 = 29 2 = 58 gam 4/ Tính áp xuất khí trong tr ờng hợp thu khí bằng đẩy n ớc :

a) Vừa đẩy hết n ớc trong ống thu thì cũng vừa thu hết khí : ( Hình 1 )

PKQ

-

-

Vkhí hnước Hình 1 Hình 2 - Trong ống thu có khí cần xét và hơi nớc bão hoà Vậy áp xuất khí trong ống gồm : Pống = Pkhí + PH 2 O(hơi) Do áp xuất ống cân bằng với áp xuất không khí đã tác dụng lên mặt thoáng của chậu nớc nên : Pống = Pkhí + PH 2 O(hơi) = PKK => Pkhí = PKK - PH 2 O(hơi) b/ Thu hết khí nh ng n ớc trong ống ch a bị đẩy xuống hết : ( Hình 2 ) Nớc còn lại trong ống có độ cao h và thể tích khí thu đợc vào trong ống là V lít Lúc này : Pống = Pkhí + PH 2 O(hơi) + h Vì Pống = PKK => Pkhí = PKK - PH 2 O(hơi) - h Ta chuyển chiều cao cột nớc sang chiều cao cột thuỷ ngân để đo theo đơn vị mmHg ở đây ta xét hai chất lỏng là thuỷ ngân (Hg) và nớc (H2O) => Ta có biểu thức : hHg dHg = hH 2 O dH 2 O => hHg =

Hg O H O H d d h 2 2 Ta biết : dHg = 13,6 g/cm3 ; dH 2 O ≈ 1 g/cm3 => hHg = 6 , 13 2O H h Vậy : Pkhí = PKK - PH 2 O(hơi) -

6 , 13 2O H h ( Nếu hH 2 O đo theo cm thì phải đổi về mm ) B Phần bài tập ứng dụng 1/ Dùng lợng d2 HCl 2,5M đã đợc lấy d 10% so với lợng cần , hoà tan hết một lợngk Fe, thu đợc 11,088 lít H2 ở 1 atm , 27,30c và d2 X a – Tìm nồng độ các chất tan trong d2 X ( Có thể : Tìm nồng độ các ion trong d2 X ) b – Dùng 200 ml d2 H2SO4 2M hoà tan 1/2 lợng sắt đã dùng ở trên đợc khí Hiđro và d2 Y + Dẫn lợng hiđro này vào bình kín thể tích không đổi 5 lít tại 54,60c Tính áp xuất khí trong bình đó ? + Dung dịch Y có làm đổi màu giấy quì tím không ? Tại sao ? Giải Fe + 2HCl   → FeCl2 + H2↑ (1) Vì HCl d nên Fe phản ứng hết và d2 X chứa FeCl2 và HCl d

( Trong d2 X : FeCl2   → Fe2+ + 2Cl- *

HCl   → H+ + Cl- ** )

a) Tìm nồng độ các chất tan trong d2 X :

V0 H 2 = PVT P T

0

0

= 11..(11273,088+.27273,3) = 10,08 lít => nH 2 = 1022,08,4 = 0,45 mol Theo p (1) nFe = nFeCl 2 = nH 2 = 0,45 mol và nHCl = 2nH 2 = 2 0,45 = 0,9 mol

Nh vậy trong X chứa 0,45 mol FeCl2 và

100

10 9 , 0

= 0,09 mol HCl => Tổng nHCl = 0,9 + 0,09 = 0,99 mol

( Theo (*) , (**) trong d2 X có chứa 0,45 mol Fe2+ , 0,99 mol Cl- , 0,09 mol H+ )

Vd 2 HCl = 02,,995 ≈ 0,396 lít và xem Vd 2 X = Vd 2 HCl = 0,396 lít

=> CM (FeCl 2 ) = 1 , 136M

396 , 0

45 , 0

≈ và CM(HCl) = 00,396,09 ≈ 0,227 M

396 , 0

45 , 0

≈ ; CM(H + ) = 00,396,09 ≈ 0,227 M và CM(Cl- ) = 00,396,99 = 2,5M ) b) Fe + H2SO4   → FeSO4 + H2↑ (2)

+ Tính áp xuất khí trong bình :

1/2 nFe = 0,45 : 2 = 0,225 mol và nH 2 SO 4 = 0,2 2 = 0,4 mol

Theo (2) nH 2 = nH 2 SO 4 = nFe = 0,225 mol => nH 2 SO 4còn d sau p (2) là 0,4 - 0,225 = 0,175 mol

VH 2 = 22,4 0,225 = 5,04 lít => P =

0

0 0

VT

T V P

= 1.5,04.5(273.273+54,6) ≈ 1,2 atm + Theo câu trên thì trong d2 Y thu đợc sau phản ứng (2) còn d H2SO4 => Dung dịch Y làm đổi màu giấy quì tím

2/ Dùng 500 ml d2 NaOH 10% ( d = 1,1 ) hoà tan một lợng nhôm bột đợc 3,69 lit H2 ở 27,30c , 1 atm

và d2 X

a – Tìm lợng nhôm đã dùng ( Giả sử nhôm nguyên chất )

b – Thêm vào d2 X 24,9g hỗn hợp có tỉ lệ số mol Al : Zn = 2 : 3 Dẫn toàn bộ khí tạo thành vào bình kín thể tích không đổi 10 lít Tính áp xuất khí trong bình tại 54,60c