tài liệu hóa học 11 bài giảng hóa học 11 bài tập hóa học 11

thành photpho trắng.  Trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng photpho đỏ..  Trong hai dạng thù hình, photpho trắng hoạt động hơn photpho đỏ. Để đơn giản, trong các phản ứng [r]

HÓA HỌC MỖI NGÀY

(Biên soạn)

Website: www.hoah cmoingay.com

Emai : hoah cmoingay.com@gmai com

LÍ THUYẾT : SỰ ĐIỆN LI

I HIỆN TƯỢNG ĐIỆN LI

1 Nhận xét

Các dung dịch axit, bazơ và muối đều dẫn điện

2 Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối trong nước

Tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối là do trong dung dịch của chúng cĩ các tiểu phân

mang điện tích chuyển động tự do được gọi là các ion

+ Quá trình phân li các chất trong nước ra ion gọi là sự điện li

+ Những chất tan trong nước (hay ở trạng thái nĩng chảy) và phân li ra ion được gọi là những chất điện li

 Axit, bazơ và muối là những chất điện li

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

-II CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH ĐIỆN LI

1 Cấu tạo của phân tử H 2 O

 Liên kết O - H trong phân tử nước là liên kết cộng hố trị phân cực, cặp electron dùng chung

lệch về phía oxi, nên ở oxi cĩ dư điện tích âm, cịn ở hiđro cĩ dư điện tích dương

2 Quá trình điện li của NaCl trong nước

tĩnh điện

 Quá trình tương tác giữa các phân tử nước phân cực và các ion của muối kết hợp với sự

dần khỏi tinh thể và hồ tan trong nước

-3 Quá trình điện li của HCl trong nước

 Phân tử hiđro clorua (HCl) cũng là phân tử phân cực tương tự phân tử nước Cực dương ở

phía hiđro, cực âm ở phía clo

 Khi tan trong nước, các phân tử HCl hút về chúng những cực ngược dấu của các phân tử nước

 Do sự tương tác giữa các phân tử nước và phân tử HCl, kết hợp với sự chuyển động khơng

-Phương trình điện li của HCl:

 Trong các phân tử ancol etylic, saccarozơ, glixerol, cĩ sự phân cực nhưng rất yếu, nên dưới tác

dụng của các phân tử nước chúng khơng thể điện li thành ion được, chúng là các chất khơng điện li

SỰ ĐIỆN LI

PHÂN LOẠI CHẤT ĐIỆN LI

CHÚ Ý:

+ Độ điện li của các chất điện li khác nhau nằm trong khoảng 0 < α  1

+ Khi một chất cĩ α = 0, quá trình điện li khơng xảy ra, đĩ là chất khơng điện li

+ Độ điện li thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm

điện li là :

2100

II CHẤT ĐIỆN LI MẠNH VÀ CHẤT ĐIỆN LI YẾU

1 Chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hồ tan đều điện li ra ion (α =1)

và hầu hết các muối tan

 Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá

trình điện li

Thí dụ : Na2SO4  2Na+ + SO24

2 Chất điện li yếu

Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ cĩ một phần số phân tử hồ tan điện li ra ion, phần cịn

lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch (0 < α < 1)

 Trong phương trình điện li của chất điện li yếu, người ta dùng hai mũi tên ngược chiều

-a) Cân bằng điện li

 Cân bằng điện li cũng là cân bằng động

 Giống như mọi cân bằng hố học khác, cân bằng điện li cũng cĩ hằng số cân bằng K và tuân

theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê (LỚP 10)

b) Ảnh hưởng của sự pha lỗng đến độ điện li

PHÂN LOẠI CÁC CHẤT ĐIỆN LI

2 Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc

HPO   H + + PO34 : K3 = 4,4.10-13

b) Bazơ nhiều nấc

2

AXIT – BAZƠ – MUỐI

AXIT-BAZƠ-MUỐI

CHÚ Ý:

+ Để thể hiện tính axit của Zn(OH) 2 , Al(OH) 3 người ta thường viết nó dưới dạng H 2 ZnO 2 (axit zincic) và HAlO 2 (axit aluminic)

+ Một số hiđroxit lưỡng tính thường gặp là Al(OH)3 , Zn(OH) 2 , Pb(OH) 2 , Sn(OH) 2 , Cr(OH) 3 , Cu(OH) 2

II KHÁI NIỆM VỀ AXIT VÀ BAZƠ THEO THUYẾT BRON-STÊT

+ Phân tử H 2O, có thể đóng vai trò axit hay bazơ H 2 O là chất lưỡng tính

+ Theo thuyết Bron-stêt, axit và bazơ có thể là phân tử hoặc ion

III HẰNG SỐ ĐIỆN LI AXIT VÀ BAZƠ

1 Hằng số phân li axit: Xét sự phân li của CH3COOH trong nước

AXIT-BAZƠ-MUỐI

2 Hằng số phân li bazơ

4 b

3

[NH ][OH ]K

có khả năng phân li ra ion H+

phức chất : Ag(NH3)2Cl, Cu(NH3)4SO4,

2 Sự điện li của muối trong nước

 Hầu hết các muối (kể cả muối kép) khi tan trong nước phân li hoàn toàn ra cation kim loại

SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH

I - NƯỚC LÀ CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU

1 Sự điện li của nước

2 Tích số ion của nước

3 Ý nghĩa tích số ion của nước

a) Môi trường axit :

b) Môi trường kiềm:

KẾT LUẬN

II - KHÁI NIỆM VỀ pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ

1 Khái niệm về pH

dùng pH với quy ước như sau :

2 Chất chỉ thị axit - bazơ

Chất chỉ thị axit-bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch

Thí dụ: màu của hai chất chỉ thị axit -bazơ là quỳ và phenolphtalein trong các khoảng pH khác nhau:

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

I - ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH

+ Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion

+ Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau

tạo thành ít nhất một trong các chất sau:

- Tạo thành chất kết tủa

- Tạo thành chất điện li yếu

- Tạo thành chất khí

Ví dụ 1: Cho dung dịch Na2SO4 tác dụng với dung dịch BaCl2

Phương trình phản ứng : Na2SO4 + BaCl2  2NaCl + BaSO4 

Phương trình ion đầy đủ: 2Na+ + SO24+ Ba2+ + 2Cl-2NaCl + BaSO4 

Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li

Cách chuyển PTPƯ dạng phân tử  PT ion rút gọn

Bước 1: + Chuyển tất cả các chất điện li mạnh thành ion

+ Các chất khí, kết tủa, điện li yếu để nguyên dạng phân tử

+ Phương trình thu được là phương trình ion đầy đủ

Bước 2: Lược bỏ những ion khơng tham gia phản ứng  được phương trình ion rút gọn :

4

SO 

Ví dụ 2: Cho dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch HCl

Ví dụ 3: Cho dung dịch HCl tác dụng với dung dịch CH3COONa

Ví dụ 4: Cho dung dịch HCl vào cốc đựng dung dịch Na2CO3

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

II PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN CỦA MUỐI

1 Khái niệm sự thuỷ phân của muối

Phản ứng trao đổi ion giữa muối và nước là phản ứng thuỷ phân của muối

2 Phản ứng thuỷ phân của muối

Chú ý quan trọng:

a) Muối trung hồ tạo bởi cation của bazơ mạnh và gốc axit yếu, khi tan trong nước gốc axit yếu bị thuỷ

phân làm cho dung dịch cĩ tính kiềm (pH > 7,0)

b) Muối trung hồ tạo bởi cation của bazơ yếu và gốc axit mạnh, khi tan trong nước, cation của bazơ

yếu bị thuỷ phân làm cho dung dịch cĩ tính axit (pH < 7,0)

Thí dụ: Fe(NO3)3, NH4Cl, ZnBr2

c) Muối trung hồ tạo bởi cation của bazơ mạnh và gốc axit mạnh, khi tan trong nước khơng bị thuỷ

phân, mơi trường của dung dịch vẫn trung tính (pH = 7,0)

d) Muối trung hồ tạo bởi cation của bazơ yếu và gốc axit yếu, khi tan trong nước cả cation và anion

đều bị thuỷ phân Mơi trường của dung dịch phụ thuộc vào độ thuỷ phân của hai ion [trường hợp

này rất ít cho trong các kỳ thi]

Giải thích:

trường là axit hay kiềm phụ thuộc vào độ thuỷ phân của hai ion

Thí dụ 4 Những muối axit như NaHCO3, KH2PO4, K2HPO4 khi hồ tan trong nước điện li ra các

của dung dịch tuỳ thuộc vào bản chất của anion

KHÁI QUÁT NHÓM NITƠ

I - VỊ TRÍ CỦA NHĨM NITƠ TRONG BẢNG TUẦN HỒN

+ Nhĩm nitơ gồm các nguyên tố : nitơ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb) và bitmut (Bi) + Chúng đều thuộc các nguyên tố p

Một số tính chất của các nguyên tố nhĩm nitơ Nitơ Photpho Asen Antimon Bitmut Nhận xét

Cấu hình electron lớp ngồi

2 2p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3 Đều cĩ 5 e lớp

ngồi cùng

Năng lượng ion hố thứ nhất

Giảm dần

II - TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHĨM NITƠ

1 Cấu hình electron nguyên tử

 Đối với nguyên tử của các nguyên tố P, As, Sb và Bi ở trạng thái kích thích, một electron trong

cặp electron của phân lớp ns cĩ thể chuyển sang obitan d trống của phân lớp nd

 ở trạng thái kích thích nguyên tử của các nguyên tố này cĩ 5 electron độc thân và chúng cĩ thể cĩ hố trị năm trong các hợp chất

2 Sự biến đổi tính chất của các đơn chất

a) Tính oxi hố - khử

 Các nguyên tố nhĩm nitơ cĩ số oxi hố cao nhất là +5 Ngồi ra, chúng cịn cĩ các số oxi hố

+3 và -3 Riêng nguyên tử nitơ cịn cĩ thêm các số oxi hố +1, +2, +4

 Nguyên tử các nguyên tố nhĩm nitơ thể hiện tính oxi hố và tính khử

 Khả năng oxi hố giảm dần từ nitơ đến bitmut

b) Tính kim loại - phi kim

Đi từ nitơ đến bitmut, tính phi kim giảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần

3 Sự biến đổi tính chất của các hợp chất

KHÁI QUÁT NHĨM NITƠ



KHÁI QUÁT NHÓM NITƠ

a) Hợp chất với hiđro

 Tất cả các nguyên tố nhĩm nitơ đều tạo được các hợp chất khí với hiđro (hiđrua), cĩ cơng thức

 Dung dịch của chúng khơng cĩ tính axit

LÍ THUYEÁT: NITÔ

I - CẤU TẠO PHÂN TỬ

+ Nằm ở ô thứ 7, nhóm VA, chu kỳ 2 trong bảng tuần hoàn

+ Hai nguyên tử nitơ liên kết với nhau bằng ba liên kết cộng hoá trị không có cực, tạo thành phân tử

N2

II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Ở điều kiện thường, nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, hoá

 Khí nitơ tan rất ít trong nước

 Nitơ không duy trì sự cháy và sự sống

III - TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

nhiệt độ thường, nitơ khá trơ về mặt hoá học nhưng ở nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tác dụng với nhiều chất

 Nguyên tử nitơ là phi kim hoạt động, độ âm điện của nó chỉ nhỏ hơn độ âm điện của flo và oxi

Tuỳ thuộc vào độ âm điện của chất phản ứng mà nitơ thể hiện tính oxi hoá hay tính khử Tuy nhiên, tính oxi hoá vẫn trội hơn tính khử

b) Tác dụng với kim loại

 Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng với kim loại liti, tạo thành liti nitrua:

0 2

3 32Li N

CHÚ Ý: Các nitrua kim loại trong nước bị thủy phân hoàn toàn

NITƠ

LÍ THUYEÁT: NITÔ

2 Tính khử

tạo ra khí nitơ monooxit NO :

CHÚ Ý: + Đây là phản ứng thuận nghịch và thu nhiệt

+ Trong thiên nhiên khí NO được tạo thành khi có cơn giông

+ Ở điều kiện thường, khí NO không màu kết hợp ngay với oxi trong không khí, tạo ra khí nitơ đioxit NO2 màu nâu đỏ





2 2(kk)

2 NO O  2 NO4 2



KIẾN THỨC BỔ SUNG

+ N 2 KHÔNG phản ứng trực tiếp với halogen và lưu huỳnh

+ Các oxit khác của nitơ: N 2 O, N 2 O 3 , N 2 O 5 KHÔNG điều chế được từ phản ứng trực tiếp giữa nitơ và oxi

IV - TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ

1 Trạng thái tự nhiên

Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất

 Ở dạng tự do, nitơ chiếm khoảng 80% thể tích của không khí Nitơ thiên nhiên là hỗn hợp của hai

Nitơ còn có trong thành phần của protein, axit nucleic, và nhiều hợp chất hữu cơ thiên nhiên

2 Điều chế

a) Trong công nghiệp (phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng)

AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

Công thức electron Công thức cấu tạo

nguyên tử hiđro

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

đẩy không khí (úp ngược bình)

 Amoniac tan trong nước tạo thành dung dịch amoniac Dung dịch amoniac đậm đặc thường có

III - TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với nước

NH3 + H2O  NH4 + OH

 Dung dịch amoniac làm cho phenolphtalein từ không màu chuyển sang màu hồng, quỳ tím

chuyển sang màu xanh  dùng giấy quỳ tím tẩm ướt để nhận ra khí amoniac

b) Tác dụng với axit

CHÚ Ý: Phản ứng (*) cho hiện tượng “khói” màu trắng xuất hiện "Khói" là những hạt nhỏ li ti của tinh thể muối amoni

clorua NH 4 Cl  Dùng phản ứng này để nhận ra khí amoniac

c) Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac có khả năng làm kết tủa nhiều hiđroxit kim loại khi tác dụng với dung dịch muối

của chúng

AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

loại

CHÚ Ý QUAN TRỌNG:

Cho từ từ đến dư dung dịch NH 3 vào dung dịch CuSO 4 Hãy cho biết hiện tượng xảy ra ?

+ Ban đầu xuất hiện kết tủa màu xanh:

CuSO 4 + 2NH 3 + 2H 2 O Cu(OH) 2  + (NH 4 ) 2 SO 4 + Sau đó, kết tủa bị hòa tan thành dung dịch xanh thẫm:

Cu(OH) 2 + 4NH 3  [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2

(HS làm tương tự khi cho NH 3 cho từ từ đến dư vào dd ZnCl 2 và AgNO 3 )

+ Thường dùng phản ứng (1) và tạo “khói” trắng để loại khí độc Cl 2 trong phòng thí nghiệm

AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

IV - ỨNG DỤNG

 Amoniac được sử dụng để sản xuất axit nitric

 Amoniac lỏng được dùng làm chất gây lạnh trong máy lạnh

LƯU Ý: + Muốn điều chế nhanh một lượng nhỏ khí amoniac, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc

+ Để làm khô khí, người ta cho khí NH 3 vừa được tạo thành có lẫn hơi nước đi qua bình đựng vôi sống (CaO)

2 Trong công nghiệp

kim loại được trộn thêm Al 2 O 3 , K 2 O

B MUỐI AMONI

I - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Tất cả các muối amoni đều dễ tan trong nước và khi tan phân li hoàn toàn thành các ion

2 Phản ứng nhiệt phân

Khi đun nóng, các muối amoni dễ bị nhiệt phân huỷ, tạo ra các sản phẩm khác nhau

AXIT NITRIC & MUỐI NITRAT

A AXIT NITRIC

I - CẤU TẠO PHÂN TỬ

II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, khối lượng

 Axit nitric tinh khiết kém bền, ngay ở nhiệt độ thường khi có ánh sáng bị phân huỷ một phần

+ Làm quỳ tím đổi thành màu đỏ

+ Tác dụng với oxit bazơ tạo muối nitrat và nước

+ Tác dụng với bazơ tạo muối nitrat và nước

2 Tính oxi hoá

 Axit nitric là một trong những axit có tính oxi hoá mạnh

a) Với kim loại

AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

O

O

AXIT NITRIC & MUỐI NITRAT

* Với HNO 3 đặc, nóng: sản phẩm khử là khí

+4 2

khá lạnh, ngoài sản phẩm khử thông thường là NO, còn có thể có những sản phẩm khử sâu hơn là









+ Nước “cường toan” hay “cường thủy” là hỗn hợp 1 thể tích dung dịch HNO3 đặc với 3 thể tích dung dịch HCl

đặc có khả năng hòa tan được mọi kim loại kể cả vàng và bạch kim:

Au + HNO 3 + 3HCl  AuCl 3 + NO  + 2H 2 O

b) Với phi kim

AXIT NITRIC & MUỐI NITRAT

V - ĐIỀU CHẾ

1 Trong phòng thí nghiệm

2 Trong công nghiệp

 Oxi hoá khí amoniac bằng oxi không khí:

Muối nitrat là muối của axit nitric

I - TÍNH CHẤT CỦA MUỐI NITRAT

1 Tính chất vật lí

 Tất cả các muối nitrat đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh

2 Tính chất hoá học

AXIT NITRIC & MUỐI NITRAT

 Nhiệt phõn cỏc muối nitrat của kim loại luụn tạo ra O 2

 Khối lượng chất rắn giảm sau phản ứng nhiệt phõn = tổng khối lượng chất khớ tạo thành

 Dạng bài tập thường tớnh: chất rắn sau phản ứng, thể tớch khớ và hiệu suất

(HS xem thờm chuyờn đề Thầy soạn và giảng dạy trờn lớp)

3 Nhận biết ion nitrat

3Cu + 8H + + 2NO3  3Cu 2+ + 2NO + 4H 2 O

(dd xanh) (khụng màu)

(nâu đỏ)

2NO

 Phản ứng tạo dung dịch màu xanh và khớ khụng màu đổi màu nõu đỏ trờn miệng ống nghiệm

(HS hóy thuộc lũng phương trỡnh ion này nếu muốn thi ĐH-CĐ đạt điểm cao!!!)

II - ỨNG DỤNG CỦA MUỐI NITRAT

 Cỏc muối nitrat được sử dụng chủ yếu để làm phõn bún hoỏ học (phõn đạm) trong nụng

 Kali nitrat cũn được sử dụng để chế thuốc nổ đen (thuốc nổ cú khúi) Thuốc nổ đen chứa 75%

LÍ THUYEÁT: PHOTPHO

I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

 Photpho ở ô thứ 15, nhóm VA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn

 Do lớp ngoài cùng có 5 electron, nên trong các hợp chất, hóa trị của photpho có thể là 5 Ngoài

ra, trong một số hợp chất, photpho còn có hóa trị 3

quản bằng cách ngâm trong nước Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát

không khí, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ là dạng bền hơn

2 Photpho đỏ

 Photpho đỏ là chất bột màu đỏ có cấu trúc polime, nên khó nóng chảy và khó bay hơi hơn photpho

trắng

Cấu trúc polime của photpho đỏ

 Photpho đỏ không tan trong các dung môi thông thường, dễ hút ẩm và chảy rữa, bền trong không khí

đun nóng không có không khí, photpho đỏ chuyển thành hơi, khi làm lạnh thì hơi của nó ngưng tụ lại thành photpho trắng

 Trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng photpho đỏ

PHOTPHO

Mô hình phân tử P 4