bài tập hóa hữu cơ chương 2

Nếu là acid – base Bronsted hãy cho biết dạng acid và base liên hợp của chúng.. Trong dung mơi NH3 lỏng, tính acid của CH3COOH tăng, do NH3 cĩ tính base hơn nước nên khả năng rút H+ cao

Bài tập chương 2

Bài 1 Trong các tiểu phân sau đây, tiểu phân nào là acid, base, lưỡng tính theo các thuyết:

a) Bronsted

b) Lewis

F- ; S2- ; HS- ; Fe2+; Fe2+

aq ; H2O ; HCl ; NH3; BCl3 Giải thích rõ lý do dự đoán Nếu là acid – base Bronsted hãy cho biết dạng acid và base liên hợp của chúng

a) Theo thuyết Bronsted, base là chất nhận H+ nên các tiểu phân là base là: F-, S2-, NH3

NH3 + H2O  NH4

+ OH

-F- + H2O  HF + OH

-S2- + H2O  HS- + OH-

Dạng liên hợp: F-/HF, S2-/HS-, NH3/NH4 

Acid là chất cho H+ nên tiểu phân acid là: HCl

HCl  H+ + Cl

Các tiểu phân lưỡng tính là: HS-, H2O

HS- + H2O  H2S + OH

-HS- + H2O  S2- + H3O+

b) Theo thuyết Lewis, acid là chất nhận cặp electron, do đĩ các tiểu phân là acid Lewis là: 2

aq

Fe 

, Fe2+, HCl, BCl3

Base Lewis là chất cho cặp electron, do đĩ các tiểu phân là base Lewis là: F-, S2-, NH3

Các tiểu phân lưỡng tính là: HS-, H2O

Bài 2 Hãy cho biết chất nào có tính acid mạnh hơn giữa các cặp chất sau đây ? Tại sao ?

a) Na+ aq và Mg 2+

aq b) BCl3 và B(CH3)3 c) Mg2+ aq và Co 2+

aq a) Na aq

< 2

aq

Mg  Tính kim loại của Na mạnh hơn Mg  Na aq

mang tính base hơn Mg aq2

 tính acid của Mg aq2 mạnh hơn Na aq

b) BCl3 > B(CH3)3

Cl rút điện tử, giải tỏa điện tích âm làm tăng khả năng nhận đơi e- CH3 đẩy điện tử, tăng điện tích âm làm giảm khả năng nhận đơi e

c) Mg aq2

< Co aq2

Tính kim loại của Mg mạnh hơn Co  2

aq

Mg  mang tính base hơn Co aq2

 tính acid của Co aq2 mạnh hơn Mg aq2

Bài 3 Chất nào có tính base mạnh hơn ? Giải thích.

a) F- và Cl- b) OH- và H2O c) O2- và OH

-d) NH3 và NF3e) Cl- và S2- f) PH3 và (CH3)3P

a) F- < Cl

-F- cĩ tính base mạnh hơn Cl- vì acid liên hợp HF cĩ tính acid yếu hơn HCl

b) OH- > H2O

Acid liên hợp của OH- là H2O, của H2O là H3O+, mà H3O+ cĩ tính acid mạnh hơn H2O  tính base của OH- mạnh hơn của H2O

c) O2- > OH

-O2- mang điện tích lớn hơn OH- nên dễ thu hút ion H+ hơn  tính base của O2- mạnh hơn của OH d) NH3 > NF3

F rút điện tử, làm giảm mật độ điện tích âm trên N, do đĩ làm giảm khả năng cho đơi e tự do nên NF3 cĩ tính base yếu hơn NH3

e) Cl- < S

2-Tính phi kim của F mạnh hơn của S, do đĩ tính base của F- sẽ yếu hơn của S

f) PH3 < (CH3)3P

CH3 đẩy điện tử, làm tăng mật độ điện tích âm trên P  tăng khả năng cho đơi e tự do của P  tính base của (CH3)3P mạnh hơn của PH3

sẽ thay đổi như thế nào khi dung môi hòa tan là:

a) NH3 lỏng b) HF lỏng

a) Trong dung mơi NH3 lỏng, tính acid của CH3COOH tăng, do NH3 cĩ tính base hơn nước nên khả năng rút H+ cao hơn  CH3COOH dễ cho H+ hơn nên tính acid tăng

b) Trong dung mơi HF, tính acid của CH3COOH giảm do HF cĩ tính acid hơn nước nên khả năng rút H+ bị giảm đi  CH3COOH khĩ cho H+ hơn nên tính acid giảm

Bài 5 Hãy xác định acid - base Lewis trong các phản ứng sau:

a) CuCl + NaCl = Na[CuCl2]

Acid Base

b) AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

c) NiCl2 + H2O = [Ni(H2O)6]Cl2

d) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)]4

e) FeCl3 + 6NaSCN = Na3[Fe(SCN)6] + 3NaCl

f) Na2[Co(SCN)4] + 6H2O = [Co(H2O]6](SCN)2 + 2NaSCN

-2

Bài 6 Hãy xác định acid - base Usanovich trong các phản ứng sau:

a) CaO + SiO2 = CaSiO3

b) Al2O3 + SiO2 = Al2SiO5

c) Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

d) 2Al(OH)3 + P2O5 = 2AlPO4 + 3H2O

e) 2NaH + B2H6 = 2Na[BH4]

-Bài 7 Hãy cho biết những chất sau đây, chất nào là acid hoặc base trong HF lỏng : BF3 ; SbF5 ; H2O

Trong HF, BF3 và SbF5 tạo 2 phức là BF4

và SbF6

do B và Sb cịn orbital trống nên đã nhận F-

Do đĩ theo Lewis BF3 và SbF5 trong HF sẽ là acid

H2O trong HF là base do cĩ cặp e dư nên cho e, tạo thành H3O+

-Bài 8 Hãy sắp xếp các oxid và oxyacid trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng dần, giải

thích?

a) HClO3 ; HClO ; HClO2 ; HClO4

b) H2SeO3 ; H2SeO4 ; HMnO4

c) HNO3 ; H2CrO4 ; HClO4

d) VO ; V2O5; VO2 ; V2O3

a) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Theo Pauling, số O= quyết định cường độ acid của oxyhidracid

b) H2SeO3 < HMnO4 < H2SeO4

Se là phi kim, Mn là kim loại nên do số O= ko chênh nhau nhiều  H2SeO4 mạnh hơn HMnO4 Cịn HMnO4 do chênh lệch nhiều về số oxi hĩa và về số O= nên HMnO4 mạnh hơn H2SeO3 c) H2CrO4 < HNO3 < HClO4

H2CrO4 do cĩ ít O= hơn HNO3 và do Cr khơng cĩ khả năng gây phân cực O-H bằng N nên tính acid yếu hơn HNO3 HClO4 cĩ nhiều O= hơn HNO3 nên mạnh hơn HNO3

d) VO < V2O3 < VO2 < V2O5

Độ mạnh yếu của acid quyết định độ mạnh yếu của oxit tương ứng

Các acid tương ứng của VO, V2O3, VO2, V2O5 lần lượt là H2VO2, H2V2O4, H2VO3, H2V2O6 Do số O= tăng dần theo thứ tự trên nên tính acid cũng tăng dần theo thứ tự đĩ  tính acid của các oxit tương ứng được sắp như trên

Bài 9 Các acid H3PO2 và H3PO3 tồn tại ở các dạng hỗ biến:

P – OH ↔ H – P – OH ; P – OH ↔ H – P – OH

Được biết pK1(H3PO2) = 1,23 và pK1(H3PO3) = 1,8

Hãy chọn dạng cấu trúc có xác suất tồn tại cao nhất cho mỗi chất

Căn cứ theo pK1, cả 2 hợp chất H3PO2 và H3PO3 đều mang tính acid Theo Pauling, dạng thứ (2) của cả 2 hợp chất mang tính acid mạnh hơn dạng thứ (1) Do đĩ xác suất tồn tại của dạng (2) cao hơn

Bài 10 Tính Go

t,298 của các phản ứng dưới đây:

a) HNO3 (dd) + Ag(OH)(dd)

b) H3BO3 (dd) + NH4OH (dd)

c) H3PO4(dd) + KOH (dd)

d) CH3COOH (dd) + LiOH (dd)

Nhận xét phản ứng nào xảy ra hoàn toàn, phản ứng nào xảy ra không hoàn toàn Rút

ra nhận xét tổng quát về khả năng phản ứng giữa các acid và base

a) 1.64 2.3 13.34

14

10 10

10 10

k





13.34



 phản ứng xảy ra hồn tồn

b)

9.24 4.755

0.005 14

0.005 298

10 10

10 10

o

k









 phản ứng khơng hồn tồn

c)

2.12 7.21 12.38

7.71 14

7.71 298

10 10

o

k









 phản ứng hồn tồn

d)

4.76 0.17

9.07 14

9.07 298

10 10

10 10

o

k





 phản ứng hồn tồn

dùng dung dịch HCl loãng (hoặc dung dịch H2SO4) loãng) chú không dùng nước nguyên chất Giải thích tại sao?

4

Để làm giảm khả năng thủy phân và khĩ sinh ra các tinh thể hidroxit khĩ bị phá hủy nên cần làm tăng tính axit của các dung dịch

-Bài 12 Có dung dịch cùng nồng độ mol của các chất sau đây:

Dung dịch nào có pH lớn nhất ? Nhỏ nhất ? Tính pH của các dung dịch ở nồng độ 0,1M

Ta cĩ: Na2S  2Na+ + S

2-NaCH3COO  Na+ + CH3COO

-Na3PO4  3Na+ + 3

4

PO  Các ion S2-, CH3COO-, PO43

sẽ bị thủy phân Do Ka1 >> Ka2 >> Ka3 nên Kb1 << Kb2 << Kb3 nên ta chỉ cần xét nấc thứ nhất

Ta cĩ phản ứng tổng quát:

Xn- + H2O  HX(n-1)- + OH

x

K

C x   1 . b

b

C K x

K



  pH= - lgx = - lg1 . b

b

C K K



Ta cĩ 1 . b

b

C K

x

K



b

C x K





Cĩ Ka(H3PO4) > Ka(CH3COOH) > Ka(H2S)

 Kb(H3PO4) < Kb(CH3COOH) < Kb(H2S)

4

PO 

) < x(CH3COO-) < x(S2-)

 pH(Na3PO4) > pH(NaCH3COO) > pH(Na2S)

Tính pH các dung dịch:

a) Na 2 S

14

7.01 6.99

10

10 10

b

K







7.01 7.01

0,1 10

1 10

pH









b) NaCH 3 COO

14

9.24 4.76

9.24 9.24

10

10 10

0,1 10

1 10

b

K pH















c) Na 3 PO 4

14

11.88 2.12

11.88 11.88

10

10 10

0.1 10

1 10

b

K pH















-Bài 13 Sắp xếp sự thủy phân của AlCl3 tăng dần khi cho vào các chất dưới đây:

a) Nước

b) Dung dịch FeCl2

c) Dung dịch NaCH3COO

d) Dung dịch Na2HPO4

e) Dung dịch NaF

Do phản ứng Al3+ + 3H2O  Al(OH)3 + 3H+ nên khả năng thủy phân của AlCl3 sẽ giảm khi tính axit của dung dịch tăng, căn cứ theo Ka của các chất, ta cĩ thứ tự tăng dần sự thủy phân của AlCl3 khi cho vào các mơi trường là:

FeCl2 < H2O < NaCH3COO < Na2HPO4 < NaF

-Bài 14 Viết phương trình phản ứng thủy phân của các hợp chất cộng hóa trị sau nay:

a) SiCl43H O2  4HCl H SiO 2 3

b) PI3 + 3H2O  H3PO3 + 3HI

c) TiOSO4 + 2H2O  H2SO4 + H2TiO3

d) BCl3 + 3H2O  3HCl + H3BO3

e) MnF7 + 4H2O  HMnO4 + 7HF

f) SO2Cl2 + H2O  2HCl + H2SO4

-Bài 15 Hằng số thủy phân nấc thứ nhất của một số cation được cho dưới đây:

ion Na+ Mg2+ Ca2+ Ba2+ Al3+ Fe2+ Fe3+ Ag+

rion (Ao) 0,98 0,74 1,04 1,38 0,57 0,80 0,67 1,13

Ktp 10-15 10-11,2 10-12,6 10-13,2 10-5,1 10-9,5 10-2,2 10-6,2

a) Có nhận xét gì về sự phụ thuộc giữa điện tích và kích thước của cation với khả năng thủy phân của nó?

b) Vì sao Fe2+ thủy phân mạnh hơn Mg2+ mặc dù cả hai ion có cùng điện tích +2 và

Fe2+ cóbán kính ion lớn hơn Mg2+?

c) Giải thích tương tự cho trường hợp so sánh hằng số thủy phân nấc thứ nhất giữa

Al3+ vàFe3+ và giữa Na+ và Ag+

a) o

Z

r ( A)

  , với Z: điện tích ion trung tâm; r: bán kính ion trung tâm

1 hidroxit là acid hay base tùy thuộc vào giá trị của 

 <2.2 : base

 >3.2 : acid

2.2<  <3.2: lưỡng tính

6

b) Khả năng bị thủy phân của một cation do tính kim loại của nguyên tố tạo ra cation ấy quyết định, tính kim loại càng mạnh thì cation càng khĩ bị thủy phân

Do Mg mang tính kim loại mạnh hơn Fe nên ion Fe2+ bị thủy phân mạnh hơn Mg2+

c) Do Al mang tính kim loại mạnh hơn Fe nên ion Fe3+ bị thủy phân mạnh hơn Al3+

Do Na mang tính kim loại mạnh hơn Ag nên ion Na+ bị thủy phân mạnh hơn Ag+

 

Hằng số phân ly acid của một số hợp chất:

H2SO4 103 (2)

10-1,94 (2)

H5IO6 10-1,55 (1)

10-8,27 (2)

10-14,98 (3)

HF 10-3,18

H2SeO3 10-2,62 (1)

10-8,32 (2) H2CrO4 10

-0,98 (1)

-1,8 (1)

10-6,7 (2) H2SeO4 103 (1)

10-1,88 (2)

H3VO4 10-8,95 (2)

10-14,4 (3)

10-11,8 (2)

10-13,7 (3)

10-7,21 (2)

10-12,38 (3)

H2S 10-6,99 (1)

10-12,89 (2)

10-6,7 (2)

Hằng số phân ly base của một số hợp chất:

10-11,87 (3)

V(OH)3 10-11,08 (3)

Ca(OH)2 10-1,4 (2) Al(OH)3 10-8,86 (3) Mn(OH)2 10-3,3 (2)

Ba(OH)2 10-0,64 (2) Mg(OH)2 10-2,6 (2)

Tích số tan của một số chất:

Fe(OH)3 [Fe3+][OH-]3

[FeOH2+][OH-]2 [Fe(OH)2+][OH-]

10-37,3

10-25,7

10-16,4

Al(OH)3 [Al3+][OH-]3

[AlOH2+][OH-]2 [H+][AlO2-]

10-32

10-23

10-12,8 Fe(OH)2 [Fe2+][OH-]2

+ - 10-15

-9,3 Sn(OH)2 [Sn2+][OH-]2

+ - 10-26,2

-17,1

Cr(OH)3 [Cr3+][OH-]3

[CrOH2+][OH-]2

10-30,2

10-20,2

Hằng số không bền của một số phức chất:

[AlF6]3- 1020,67 [Fe(SCN)6]3- 10-3,23 [Co(SCN)6]3- 10-2,2

[Al(OH)4]- 10-33 [Ag(S2O3)2]3- 10-13,46 [CuCl2]- 10-5,35

8