(TIỂU LUẬN) bài ĐÁNH GIÁ GIỮA kỳ môn học hóa vô cơ vẽ cấu trúc lewis của các hợp chất ion sau NO3 , BF3, SF6 ● cấu trúc lewis của NO3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ BÀI ĐÁNH GIÁ GIỮA KỲ Mơn học: Hóa vơ Mã số mơn học: TN119 Phịng học: 108/ B1 Nhóm ngành: Cơng nghệ hóa học Nhóm 15: Lê Thành Phú – B1909716 Trần Thị Kiều Trinh – B1909742 Đỗ Huỳnh Trung – B1909743 Câu 1: a Vẽ cấu truc Lewis của các hợp chất/ ion sau: NO3-, BF3, SF6 ● Cấấ́u trúc Lewis của NO3-: - Tổng sớ electron hoa tri: 5+3×6+1 = 24 (12 cặp) - Nguyên tử trung tâm N (vì có độ âm điện nhỏ O) - Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư - Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử O: - Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: ● Cấấ́u trúc Lewis của BF3: - Tổng số electron hoa tri: 3+3×7 = 24 (12 cặp) - Nguyên tử trung tâm B (vì có độ âm điện nhỏ F) - Số cặp electron tạo liên kết sigma 3→ Sớ cặp electron cịn dư - Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử F: - Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: có electron xung quanh nguyên tửủ̉ B B khơng thể hình thành liên kếấ́t pi với nguyên tửủ̉ F để thỏa mãn nguyên tắc báấ́t tửủ̉ nếấ́u xuấấ́t liên kếấ́t pi điện tích hình thức củủ̉a F +1, củủ̉a B -1 nên sẽẽ̃ rấấ́t bền ● Cấấ́u trúc Lewis của SF6: - Tổng số electron hoa tri: 6+7×6 = 48 (24 cặp) - Nguyên tử trung tâm S (vì có độ âm điện nhỏ F) - Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư 18 - Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử F: - Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: Xung quanh nguyên tửủ̉ S có cặp electron Tuy nhiên S chu kỳ nên có orbital d để nhận thêm electron b Vẽ cấu truc Lewis va dự đoán dạng hinh hoc tối ưu của các phân tử/ ion sau: I 3-, IF4-, ICl2-, va IO4- ● Ion I3-: - Cấấ́u trúc Lewis của I3-: + Tổng sớ electron hoa tri: 3×7+1 = 22 (11 cặp) + Nguyên tử trung tâm I + Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư + Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử I: + Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: - Công thức tổng quáấ́t: AXmEn + A = I, X = I, m = 2, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n =3 + SN = m+n = + Hình học tớấ́i ưu: Cấấ́u trúc (1) Cấấ́u trúc (2) Cấấ́u trúc (3) 2LL 0LL 2LL Do đó, cấấ́u trúc (2) cấấ́u trúc bền củủ̉a Ion I3- ion có cấấ́u trúc thẳng hàng ● Ion IF4-: - Cấấ́u trúc Lewis của IF4-: + Tổng sớ electron hoa tri: 5×7+1 = 36 (18 cặp) + Ngun tử trung tâm I (vì có độ âm điện nhỏ F) + Số cặp electron tạo liên kết sigma 4→ Sớ cặp electron cịn dư 14 + Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử F: + Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: - Công thức tổng quáấ́t: AXmEn + A = I, X = F, m = 4, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tớấ́i ưu: Cấấ́u trúc (1) Cấấ́u trúc (2) 0LL 1LL Do đó, cấấ́u trúc (1) cấấ́u trúc bền củủ̉a Ion IF4- ion có cấấ́u trúc vuông phẳng ● Ion ICl2-: - Cấấ́u trúc Lewis của ICl2-: + Tổng sớ electron hoa tri: 3×7+1 = 22 (11 cặp) + Nguyên tử trung tâm I (vì có độ âm điện nhỏ Cl) + Sớ cặp electron tạo liên kết sigma → Số cặp electron dư + Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử I: + Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: - Công thức tổng quáấ́t: AXmEn + A = I, X = Cl, m = 2, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tớấ́i ưu: Cấấ́u trúc (1) Cấấ́u trúc (2) Cấấ́u trúc (3) 2LL 0LL 2LL Do đó, cấấ́u trúc (2) cấấ́u trúc bền củủ̉a Ion ICl 2- ion có cấấ́u trúc thẳng hàng ● Ion va IO4-: - Cấấ́u trúc Lewis của IO4-: + Tổng sớ electron hoa tri: 7+6×4+1 = 32 (16 cặp) + Nguyên tử trung tâm I (vì có độ âm điện nhỏ O) + Sớ cặp electron tạo liên kết sigma → Số cặp electron dư 12 + Đăṭcác căpp̣ electron dư lân lượt vao các nguyên tử I: + Kiểm tra sốấ́ electron củủ̉a nguyên tửủ̉ trung tâm: - Công thức tổng quáấ́t: AXmEn + A = I, X = O, m = 4, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tớấ́i ưu: c Cho biết sự ảnh hương của các căpp̣ electron tự lên cấu truc phân tử của CH 4, NH3 va H2O - Cáấ́c phân tử số lâpp̣ thể CH4, NH3, H2O (SN = 4) - Cặp electron tựp̣ ảủ̉nh hưởng đếấ́n góc liên kếấ́t Phân tửủ̉ có nhiều cặp electron tựp̣ góc liên kếấ́t giảủ̉m + Phân tử CH4 khơng có cặp electron tựp̣ bốn liên kết C H CH tương đương nên phân tử có cấu trúc tư diện Góc liên kết H ─ C ─ H đượp̣c xáấ́c định 109,5° + Phân tử NH3 có cặp electron tựp̣ Vì vây,p̣ góc liên kết H ─ N ─ H NH giảủ̉m so với CH4 (là 109,5°) 106,6° + Phân tử H2O có cặp electron tựp̣ Vì vây,p̣ góc liên kết H ─ O ─ H H 2O giảủ̉m so với CH4 (là 109,5°) NH3 (là 106,6°) 104,5° Câu 2: a Săp xếp các acid sau theo đô mạnh tăng dân: HClO, HBrO, HIO, HClO2, HClO3 va HClO4 Giải thich - Xét HClO, HClO2, HClO3, HClO4 Cl(OH) ClO(OH) ClO2(OH) ClO3(OH) m=0 m=1 m=2 m=3 ⇒ HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 (1) - Xét HClO, HBrO, HIO: có dạp̣ng X(OH) nhiên độ âm điện củủ̉a I < Br < Cl ⇒ HIO < HBr < HClO (2) Từ (1) (2) suy ra: HIO < HBr < HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 b Săp xếp các base sau theo đô p̣mạnh giảm dân: NH3, NH2Me, NH2Et, NHMe2, NHEt2 va NHBu2 - Cáấ́c base theo đô mạnh giảm dân: NHBu2 > NHEt2 > NHMe2 > NH2Et > NH2Me > NH3 - Giảủ̉i thích: + Sựp̣ xuấấ́t củủ̉a góc đẩy điện tửủ̉ (Metyl, Etyl, Butyl) làm tăng tính base + Nếấ́u nhiều gớấ́c R đẩy e mật độ e N lạp̣i tăng, tính bazơ mạp̣nh Vì vậy, nếấ́u phân tửủ̉ amin tồn gớấ́c đẩy e tính bazơ sẽẽ̃ là: NH3 < amin bậc I < amin bậc II < amin bậc III c Dự đoán va giải thich khả tan nươc của các chất sau dựa vao thuyết HSAB: PbCl2, PbBr2, PbI2 va PbS - Thứ tựp̣ hòa tan nước là: PbCl 2> PbBr2 > PbI2 > PbS - Giảủ̉i thích: + Độ mềm củủ̉a cáấ́c base giảủ̉m từ S2- xuốấ́ng Cl- (S2- > I- > Br- > Cl-) độ âm điện giảủ̉m từ Cl- > Br- > I- > S2-, mà độ âm điện giảủ̉m base mềm + Pb2+ axit mềm + Theo thuyếấ́t HSAB, base mềm có khuynh hướng kếấ́t hợp̣p với acid mềm để tạp̣o hợp̣p chấấ́t bền nên Pb2+ kếấ́t hợp̣p giảủ̉m dần từ S 2- > I- > Br- > Cl- Trong đó, PbS hợp̣p chấấ́t bền nhấấ́t khó tan nước PbCl2 dễ tan nước nhấấ́t Câu 3: H3PO2 H3PO3 H3PO4 - pH = 14 Cấu tử PH3 P H3PO2 H3PO3 H3PO4 14 Câu 4: a Trinh bay tinh chất hoa hoc va phương pháp điêu chế H2, Cl2, O2, N2 * Hydrogen: ●Tính chất hóa học: - Phảủ̉n ứng với khí O2 đượp̣c kích hoạp̣t lửủ̉a tia lửủ̉a điện: H2(g) + O2(g) → H2O(g) ∆Ho = - 244 kJ/mol 15 - Phản ưng vơi các halogen: + Phản ưng manh liêṭvơi F2 bóng tớấ́i nhiêṭđơ p̣thấp: H2+F2→HF + Phảủ̉n ứng vơi Cl2 cho phảủ̉n ứng pháấ́t nổ điêu kiêṇ co ánh sáng dùng lửủ̉a đốấ́t: hv H2 + Cl2 → HCl + Phản ưng vơi Br2 phảủ̉i đớấ́t nóng phảủ̉n ứng nhìn ¿ thấấ́y H2 + Br2→ HBr + Phảủ̉n ứng với I2 phảủ̉i đớấ́t nóng phảủ̉n ứng cho phảủ̉n ứng thuận nghịch thu nhiệt: → Vì thếấ́ đê phản ưng xảy nhanh hơn, ta cân điêu chinh nhiêṭđô p̣va áp suất đồng thời sử dụng xuc tác phu hợp - Ở nhiêṭđô p̣cao, H2 co thê khử được các oxide kim loại ( phản ưng co thê dung đê đinh lượng H2) CuO + H2 - Đặc biệt: H nguyên tử co tinh khử ∆ Cu + H2O → 2KMnO4 + 10H + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O ● Điều chế: - Trong phong thi nghiêm:: + Cho dung dich acid loang HCl H2SO4 tác dụng vơi kim loại Fe,Zn, ( các kim loại đưng trươc H ) Zn + HCl → ZnSO4 + H2 Fe + H2SO4(loang) → FeSO4 + H2 - Cho dung dich kiêm tác dụng vơi các kim loại co tinh lưỡng tinh Al, Zn, Cr,… 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 - Thủy phân các hydride kim loại: CaH2 + H2O → Ca(OH)2 + H2 16 - Cho kim loại nhom I (kim loại kiêm) Li, Na, K, … vao nươc M+HO→MOH+ H 2 Lưu ý: Tuy nhiên phản ưng không phu hợp đê điêu chế hydrogen vi xảy quá manh liêṭ(nguy hiêm) - Trong công nghiêp:: + Điện phân H2O với lượp̣ng nhỏ H2SO4 + Phương pháp hay được sử dụng công nghiêpp̣ dung đê điêu chế hydrogen la re -forming nươc Cho hôn hợp thiên nhiên thâṭsạch ( đê không đâu đôcp̣ xuc tác) va nươc nhiêṭđô p̣ cao (1000 oC) qua chất xuc tác niken Phản ưng sinh hôn hợp carbon monoxide va hydrogen CH4 + H2O → CO + 3H2 Rất kho tách riêng hôn hợp Đê giải quyết vấn đê va cũng đê thu được nhiêu H hơn, hôn hợp được lam lạnh, bơm thêm nươc vao va cho qua môṭhê p̣xuc tác khác (săt oxide) Khi đo, carbon monoxide khử tiếp nươc giải phong dihydrogen CO+H2O→CO2+H2 Khi CO2 được tách khoi hôn hợp bằng cách hấp thụ vao dung dich kiêm * Oxygen: ● Tính chất hóa học: - Oxygen có tính oxi hóa mạp̣nh thể phảủ̉n ứng trựp̣c tiếấ́p với hầu hếấ́t cáấ́c ngun tớấ́ bảủ̉ng tuần hồn (tạp̣o thành oxide), trừ halogen, cáấ́c khí hiếấ́m sốấ́ kim loạp̣i quýấ́ (Au, Pt) S+O2 ∆ SO2 → ∆ 2Al + 3O2 → 2Al2O3 - Oxygen cịn đốấ́t cháấ́y nhiều hợp̣p chấấ́t hữu cơ, tỏa nhiều nhiệt pháấ́t sáấ́ng CH4 + O2 ∆ → CO2 + H2O ● Điềề̀u chếế́: - Trong phịng thí nghiệm + Nhiệt phân potasium chlorate có mặt củủ̉a chấấ́t xúc táấ́c manganese (IV) oxide 17 2KClO3 MnO ,t ° 2KCl + 3O2 → + Phương pháấ́p an toàn là: phân hủủ̉y dung dịch hydrogen peroxide: 2H2O2 MnO 2H2O + O2 → - Trong công nghiệp: Ngườờ̀i ta điều chếấ́ H2 O2 bằờ̀ng cáấ́ch điện phân nước, phương pháấ́p hay đượp̣c sửủ̉ dụp̣ng chưng cấấ́t phân đoạp̣n khơng khí lỏng * Chlorine: ● Tính chất hóa học - Táấ́c dụp̣ng với kim loạp̣i: Clo táấ́c dụp̣ng với hầu hếấ́t cáấ́c kim loạp̣i trừ Au Pt Tạp̣o thành muốấ́i chloride - Táấ́c dụp̣ng hidro: - Táấ́c dụp̣ng với nước: ● Điềề̀u chếế́: - Trong phịng thí nghiệm: sửủ̉ dụp̣ng chấấ́t oxi hóa mạp̣nh MnO2, KMnO4, CaOCl2 để oxi hóa HCl: 4H+ + MnO2 → Mn2+ + 2H2O + Cl2 - Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl với bình điện phân có màng ngăn điện cựp̣c + Tạp̣i anode: 2Cl- → Cl2 + 2e + Tạp̣i cathode: 2H2O +2e → 2OH- + H2 Quáấ́ trình oxy hóa nước tạp̣i anode đượp̣c ngăn chặn bằờ̀ng cáấ́ch sửủ̉ dụp̣ng vật liệu làm điện cựp̣c có quáấ́ thếấ́ đớấ́i với sựp̣ giảủ̉i phóng O cao Cl2 Oxide RuO2 đượp̣c cho điện cựp̣c anode tốấ́t nhấấ́t trườờ̀ng hợp̣p Ngồi Cl2 ta cịn thu đượp̣c NaOH 18 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 * Nitrogen: ● Tính chất hóa học - N2 kháấ́ trơ mặt hóa học N2 kếấ́t hợp̣p chậm với Li nhiệt độ phịng đun nóng phảủ̉n ứng với cáấ́c kim loạp̣i nhóm sớấ́ kim loạp̣i kháấ́c Al, Si, Ge tạp̣o cáấ́c nitride: - Khi phóng tia lửủ̉a điện qua hỗn hợp̣p gờờ̀m N2 - Trong điều kiện thích hợp̣p, N ● Điềề̀u chếế́ - Trong phịng thí nghiệm: 2NaN3 → 2Na + 3N2 NH4NO2 → N2 + 2H2O NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O - Trong công nghiệp: N2 đượp̣c sảủ̉n xuấấ́t bằờ̀ng cáấ́ch chưng cấấ́t phân đoạp̣n khơng khí lỏng 19 b Giải cac bai tâp: 7, 8, trang 159 va 160, bai 19, 20, va 21 trang 161 ● Bài tập trang 159: Chu trinh nhiêṭđôngp̣ Born – Haber củủ̉a potassium hydride (KH) Trong đó: ∆Hof: Năng lượng tạo (formation energy) ∆Hoa: Nhiêṭthăng hoa (heat of atomization) De: Năng lượng phân ly (energy dissociation) IE: Năng lượng ion hoa (Ionization energy) EA: Ái lực electron (electron affinity) ∆HoL: enthalpy mạng lươi (enthalpy lattice) 20 + Ta có: ∆Hof = - 58 kJ/mol ∆Hoa = 90,0 kJ/mol 2De = 218 kJ/mol IE = 415 kJ/mol EA = 73 kJ/mol ∆HoL = ? + Theo định luật Hess: ∆Hof = ∆Hoa + IE + ⇒ o 2De - EA+ ∆H L - 58 = 90,0 + 415 + 218 – 73 + ∆HoL ⇒ ∆HoL = - 708 kJ/mol 21 ● Bài tập trang 159: - Xây dựp̣ng chu trình nhiệt động Born – Haber: Chu trinh nhiêṭđôngp̣ Born – Haber củủ̉a calcium hydride (CaH2) + Ta có: ∆Hof = - 182 kJ/mol ∆Hoa = 177,8 kJ/mol 2De = 218 kJ/mol IE1+2 = 590 + 1146 = 1736 kJ/mol EA = 73 kJ/mol ∆HoL = ? * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 22 + Theo định luật Hess: ∆Hof = ∆Hoa + IE1+2 + De - 2EA + ∆HoL ⇒ - 182 = 177,8 + 1736 + 2×218 – 2×73 + ∆HoL ⇒ ∆HoL = - 2385,8 kJ/mol ● Bài tập trang 159: - Ta có: NaH NaCl * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 - Theo định luật Hess: ● ∆Hof (NaH) = ∆Hoa + IE + 2De - EA+ ∆H ⇒ ∆Hof (NaH) = 107,5 + 492 + ⇒ ∆Hof (NaH) = - 63,5 kJ/mol ●∆Hof (NaCl) = ∆Hoa + IE + o L 436 – 73 – 808 o 2De - EA+ ∆H L ⇒ ∆Hof (NaCl) = 107,5 + 492 + ⇒ ∆Hof (NaCl) = - 415,5 kJ/mol 242 – 349 – 787 - Nhận xét: ∆Hof âm, hợp̣p chấấ́t bền Vì ∆Hof (NaCl) âm ∆Hof (NaH) nên NaCl bền NaH 23 ● Bai 19 trang 161 giáo trinh Hoa Vô Chu trinh nhiêṭđôngp̣ Born – Haber củủ̉a lithium halide (LiX) 24 - Ta có: ∆Hof = - 402,3 kJ/mol ∆Hoa = 159 kJ/mol l De = 242 kJ/mol IE = 5,40 eV = 521 kJ/mol EA= 3,84 eV = 370,5 kJ/mol ∆HoL = ? * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 - Theo định luật Hess: ∆Hof = ∆Hoa + IE + ⇒ o 2De - EA + ∆H L - 402,3 = 159 + 521 + o 242 - 370,5 + ∆H L ⇒ ∆HoL = - 832,8 kJ/mol ● Bai 20 trang 161 giáo trinh Hoa Vô cơ: 25 Chu trinh nhiêṭđôngp̣ Born – Haber củủ̉a halide kim loạp̣i MX2 - Ta có: ∆Hof = - 421 kJ/mol ∆Hoa = 296 kJ/mol l De (X2)= 310 kJ/mol IE1+2 (M) = 378 + 555 = 933 kJ/mol EA= - 427 kJ/mol ∆HoL = ? * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 - Theo định luật Hess: ∆Hof = ∆Hoa + IE1+2 + De - 2EA(X) + ∆HoL 26 ⇒ - 421 = 296 + 933 +310 - 2×427 + ∆HoL ⇒ ∆HoL = - 1106 kJ/mol ● Bai 21 trang 161 giáo trinh Hoa Vô cơ: Mg (r) + X2 (k) → MgX2 (r) Mg (r) → Mg (k) Mg (k) → Mg2+ (k) X2 (k) → 2X (k) 2X (k) → 2X- (k) Mg2+ (k) + 2X- (k) → MgX2 (r) - Theo định luật Hess: ∆Hof = ∆Hoa + IE1+2 + De - 2EA(X) + ∆HoL ⇒ - 641,3 = 148 + 2187 + 244 - 2EA(X) – 2510 ⇒ EA(X) = 355,15 kJ/mol 27 ...Câu 1: a Vẽ cấu truc Lewis của các hợp chất/ ion sau: NO3- , BF 3, SF6 ● Cấấ́u trúc Lewis của NO3- : - Tổng sớ electron hoa tri: 5+3×6+1 = 24 (12 cặp)... = I, X = F, m = 4, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tốấ́i ưu: Cấấ́u trúc (1) Cấấ́u trúc (2) 0LL 1LL Do đ? ?, cấấ́u trúc (1) cấấ́u trúc bền củủ̉a Ion IF4- ion. .. + A = I, X = I, m = 2, E = sốấ́ cặp electron đơn độc, n =3 + SN = m+n = + Hình học tớấ́i ưu: Cấấ́u trúc (1) Cấấ́u trúc (2) Cấấ́u trúc (3) 2LL 0LL 2LL Do đ? ?, cấấ́u trúc (2) cấấ́u trúc bền