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 trúc Lewis của các hợp chất/ ion sau: NO3-, BF3, SF6 ● Cấu trúc Lewis của NO3-: - Tổng sớ electron hóa trị: 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 - Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử O: - Kiểm tra số electron nguyên tử trung tâm: ● Cấu trúc Lewis của BF3: - Tổng sớ electron hóa trị: 3+3×7 = 24 (12 cặp) - Ngun tử trung tâm B (vì có độ âm điện nhỏ F) - Số cặp electron tạo liên kết sigma 3→ Sớ cặp electron cịn dư - Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các ngun tử F: bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - Kiểm tra số electron nguyên tử trung tâm: có electron xung quanh nguyên tử B B khơng thể hình thành liên kết pi với ngun tử F để thỏa mãn nguyên tắc bát tử xuất liên kết pi điện tích hình thức F +1, B -1 nên bền ● Cấu trúc Lewis của SF6: - Tổng sớ electron hóa trị: 6+7×6 = 48 (24 cặp) - Nguyên tử trung tâm S (vì có độ âm điện nhỏ F) - Sớ cặp electron tạo liên kết sigma → Số cặp electron dư 18 - Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử F: - Kiểm tra số electron nguyên tử trung tâm: Xung quanh nguyên tử S có cặp electron Tuy nhiên S chu kỳ nên có orbital d để nhận thêm electron bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 b Vẽ cấu trúc Lewis và dự đoán dạng hình học tối ưu của các phân tử/ ion sau: I 3-, IF4-, ICl2-, và IO4- ● Ion I3-: - Cấu trúc Lewis của I3-: + Tổng sớ electron hóa trị: 3×7+1 = 22 (11 cặp) + Nguyên tử trung tâm I + Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư + Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử I: + Kiểm tra số electron nguyên tử trung tâm: - Công thức tổng quát: AXmEn + A = I, X = I, m = 2, E = số cặp electron đơn độc, n =3 + SN = m+n = + Hình học tối ưu: bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 Cấu trúc (1) Cấu trúc (2) Cấu trúc (3) LL LL LL Do đó, cấu trúc (2) cấu trúc bền Ion I3- ion có cấu trúc thẳng hàng ● Ion IF4-: - Cấu trúc Lewis của IF4-: + Tổng sớ electron hóa trị: 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 + Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử F: + Kiểm tra số electron nguyên tử trung tâm: - Công thức tổng qt: AXmEn bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 + A = I, X = F, m = 4, E = số cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tối ưu: Cấu trúc (1) Cấu trúc (2) LL LL Do đó, cấu trúc (1) cấu trúc bền Ion IF4- ion có cấu trúc vng phẳng ● Ion ICl2-: - Cấu trúc Lewis của ICl2-: + Tổng sớ electron hóa trị: 3×7+1 = 22 (11 cặp) + Ngun tử trung tâm I (vì có độ âm điện nhỏ Cl) + Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư + Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử I: + Kiểm tra số electron ngun tử trung tâm: bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - Cơng thức tổng qt: AXmEn + A = I, X = Cl, m = 2, E = số cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tối ưu: Cấu trúc (1) Cấu trúc (2) Cấu trúc (3) LL LL LL Do đó, cấu trúc (2) cấu trúc bền Ion ICl2- ion có cấu trúc thẳng hàng ● Ion và IO4-: - Cấu trúc Lewis của IO4-: + Tổng số electron hóa trị: 7+6×4+1 = 32 (16 cặp) + Nguyên tử trung tâm I (vì có độ âm điện nhỏ O) + Số cặp electron tạo liên kết sigma → Sớ cặp electron cịn dư 12 + Đă ̣t các că ̣p electron dư lần lượt vào các nguyên tử I: + Kiểm tra số electron ngun tử trung tâm: bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - Cơng thức tổng quát: AXmEn + A = I, X = O, m = 4, E = số cặp electron đơn độc, n = + SN = m + n = + Hình học tối ưu: c Cho biết sự ảnh hưởng của các că ̣p electron tự lên cấu trúc phân tử của CH 4, NH3 và H2O - Các phân tử số lâ ̣p thể CH4, NH3, H2O (SN = 4) - Cặp electron tự ảnh hưởng đến góc liên kết Phân tử có nhiều cặp electron tự góc liên kết giảm + Phân tử CH4 khơng có cặp electron tự bốn liên kết C H CH4 tương đương nên phân tử có cấu trúc tứ diện Góc liên kết H ─ C ─ H xác định 109,5° bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 + Phân tử NH3 có cặp electron tự Vì vâ ̣y, góc liên kết H ─ N ─ H NH3 giảm so với CH4 (là 109,5°) cịn 106,6° + Phân tử H2O có cặp electron tự Vì vâ ̣y, góc liên kết H ─ O ─ H H2O giảm so với CH4 (là 109,5°) NH3 (là 106,6°) 104,5° bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 Câu 2: a Sắp xếp các acid sau theo đô ̣ mạnh tăng dần: HClO, HBrO, HIO, HClO2, HClO3 và HClO4 Giải thích - Xét HClO, HClO2, HClO3, HClO4 Cl(OH) ClO(OH) ClO2(OH) m=0 m=1 m=2 ⇒ HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 (1) ClO3(OH) m=3 - Xét HClO, HBrO, HIO: có dạng X(OH) nhiên độ âm điện I < Br < Cl ⇒ HIO < HBr < HClO (2) Từ (1) (2) suy ra: HIO < HBr < HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 b Sắp xếp các base sau theo đô ̣ mạnh giảm dần: NH3, NH2Me, NH2Et, NHMe2, NHEt2 và NHBu2 - Các base theo đô ̣ mạnh giảm dần: NHBu2 > NHEt2 > NHMe2 > NH2Et > NH2Me > NH3 - Giải thích: + Sự xuất góc đẩy điện tử (Metyl, Etyl, Butyl) làm tăng tính base + Nếu nhiều gốc R đẩy e mật độ e N lại tăng, tính bazơ mạnh Vì vậy, phân tử amin tồn gốc đẩy e tính bazơ là: NH3 < amin bậc I < amin bậc II < amin bậc III c Dự đoán và giải thích khả tan nước của các chất sau dựa vào thuyết HSAB: PbCl2, PbBr2, PbI2 và PbS - Thứ tự hòa tan nước là: PbCl 2> PbBr2 > PbI2 > PbS - Giải thích: + Độ mềm base giảm từ S2- xuống Cl- (S2- > I- > Br- > Cl-) độ âm điện giảm từ Cl- > Br- > I- > S2-, mà độ âm điện giảm base mềm + Pb2+ axit mềm + Theo thuyết HSAB, base mềm có khuynh hướng kết hợp với acid mềm để tạo hợp chất bền nên Pb2+ kết hợp giảm dần từ S2- > I- > Br- > Cl- Trong đó, PbS hợp chất bền khó tan nước PbCl2 dễ tan nước Câu 3: bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 Eo1 = - 0,47 + Eo2 Eo1 = - 0,21 (V) ● Bài tập a Fe2+ + MnO4- + H+ → Fe3+ + Mn2+ +7 Quá trình khử: MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O x1 Quá trính oxi hóa: Fe2+ - e → Fe3+ x5 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O n ∆E° Ta có: K = 10 0.059 ∆Eo = ∆Eooxh – ∆Eokhử ∆Eo = Eo - Eo  MnO4-, H+ / Mn2+ o ∆E = 1,51 - 0,77 = 0,74 Fe3+ / (V) Fe2+ 5.0,74 ⇒ K = 10 0.059 = 5,15.10-62 b 0,059 ∆E = ∆Eo + log ∆E = 0,74 + 0,059 log [MnO4-].[Fe2+]5.[H+]8 [Fe3+]5.[Mn2+] 0,025.(0,5)5.(10-7)8 = 0,12 (V) (0,1)5.0,05 ● Bài 11a : - pH = Cấu tử PH3 P NE0 (V) -3.(-0,063) = 0,189 Trạng thái oxi hóa (N) -3 13 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 H3PO2 +1 -0,508 H3PO3 H3PO4 +3 +5 2.(-0,499) - 0,508 = -1,506 2.(-0,276) - 1,506 = -2,058 Cấu tử PH3 P H3PO2 Trạng thái oxi hóa (N) -3 +1 NE0 (V) 2,67 -2,05 H3PO3 H3PO4 +3 +5 -5,19 -7,43 - pH = 14 14 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 Câu 4: a Trình bày tính chất hóa học và phương pháp điều chế H2, Cl2, O2, N2 * Hydrogen: ● Tính chất hóa học: - Phản ứng với khí O2 kích hoạt lửa tia lửa điện: H2(g) + O2(g) → H2O(g) ∆Ho = - 244 kJ/mol 15 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - Phản ứng với các halogen: + Phản ứng mãnh liê ̣t với F2 bóng tối nhiê ̣t ̣ thấp: H2 + F2 → HF + Phản ứng với Cl2 cho phản ứng phát nổ điều kiê ̣n có ánh sáng dùng lửa đốt: H2 + Cl2 hv HCl → + Phản ứng với Br2 phải đốt nóng phản ứng nhìn thấy H2 + Br2→¿ HBr + Phản ứng với I2 phải đốt nóng phản ứng cho phản ứng thuận nghịch thu nhiệt: H2 + I2 ⇌ HI - Phản ứng với dinitrogen ( N2 ) diễn châ ̣m ở điều kiê ̣n thường và không có chất xúc tác: 3H2 + N2 ⇌ 2NH3 → Vì để phản ứng xảy nhanh hơn, ta cần điều chỉnh nhiê ̣t đô ̣ và áp suất đồng thời sử dụng xúc tác phù hợp - Ở nhiê ̣t đô ̣ cao, H2 có thể khử được các oxide kim loại ( phản ứng có thể dùng để định lượng khí H2) CuO + H2 ∆ Cu + H2O → - Đặc biệt: H nguyên tử có tính khử 2KMnO4 + 10H + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O ● Điều chế: - Trong phòng thí nghiêm: ̣ + Cho dung dịch acid loãng HCl H2SO4 tác dụng với kim loại Fe,Zn, ( các kim loại đứng trước H ) Zn + HCl → ZnSO4 + H2 Fe + H2SO4(loãng) → FeSO4 + H2 - Cho dung dịch kiềm tác dụng với các kim loại có tính lưỡng tính Al, Zn, Cr,… 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 - Thủy phân các hydride kim loại: CaH2 + H2O → Ca(OH)2 + H2 16 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - Cho kim loại nhóm I (kim loại kiềm) Li, Na, K, … vào nước M + H2O → MOH + H2 Lưu ý: Tuy nhiên phản ứng không phù hợp để điều chế hydrogen vì xảy quá mãnh liê ̣t (nguy hiểm) - Trong công nghiêp: ̣ + Điện phân H2O với lượng nhỏ H2SO4 + Phương pháp hay được sử dụng công nghiê ̣p dùng để điều chế hydrogen là re -forming nước Cho hỗn hợp khí thiên nhiên thâ ̣t sạch ( để không đầu đô ̣c xúc tác) và nước ở nhiê ̣t đô ̣ cao (1000oC) qua chất xúc tác niken Phản ứng sinh hỗn hợp khí carbon monoxide và hydrogen CH4 + H2O → CO + 3H2 Rất khó tách riêng hỗn hợp này Để giải quyết vấn đề và cũng để thu được nhiều H2 hơn, hỗn hợp được làm lạnh, bơm thêm nước vào và cho qua mô ̣t ̣ xúc tác khác (sắt oxide) Khi đó, carbon monoxide khử tiếp nước giải phóng dihydrogen CO + H2O → CO2 + H2 Khí CO2 được tách khỏi hỗn hợp bằng cách hấp thụ vào dung dịch kiềm * Oxygen: ● Tính chất hóa học: - Oxygen có tính oxi hóa mạnh thể phản ứng trực tiếp với hầu hết nguyên tố bảng tuần hoàn (tạo thành oxide), trừ halogen, khí số kim loại quý (Au, Pt) S + O2 ∆ SO2 → 2Al + 3O2 ∆ 2Al2O3 → - Oxygen cịn đốt cháy nhiều hợp chất hữu cơ, tỏa nhiều nhiệt phát sáng CH4 + O2 ∆ CO2 + H2O → ● Điều chế: - Trong phịng thí nghiệm + Nhiệt phân potasium chlorate có mặt chất xúc tác manganese (IV) oxide 17 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 2KClO3 MnO→2 ,t ° 2KCl + 3O2 + Phương pháp an toàn là: phân hủy dung dịch hydrogen peroxide: 2H2O + O2 2H2O2 MnO → - Trong công nghiệp: Người ta điều chế H2 O2 cách điện phân nước, phương pháp hay sử dụng chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng * Chlorine: ● Tính chất hóa học - Tác dụng với kim loại: Clo tác dụng với hầu hết kim loại trừ Au Pt Tạo thành muối chloride 2Na + Cl2 → 2NaCl 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 - Tác dụng hidro: H2 + Cl2 hv HCl → - Tác dụng với nước: Cl2 + H2O ⇌ HClO + HCl ● Điều chế: - Trong phịng thí nghiệm: sử dụng chất oxi hóa mạnh 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 cực + Tại anode: 2Cl- → Cl2 + 2e + Tại cathode: 2H2O +2e → 2OH- + H2 Q trình oxy hóa nước anode ngăn chặn cách sử dụng vật liệu làm điện cực có giải phóng O2 cao Cl2 Oxide RuO2 cho điện cực anode tốt trường hợp Ngồi Cl2 ta cịn thu NaOH 18 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2 + Cl2 * Nitrogen: ● Tính chất hóa học - N2 trơ mặt hóa học N2 kết hợp chậm với Li nhiệt độ phòng đun nóng phản ứng với kim loại nhóm số kim loại khác Al, Si, Ge tạo nitride: 6M + nN2 → 2M3Nn - Khi phóng tia lửa điện qua hỗn hợp gồm N2 O2 thu khí nitrogen dioxide: N2 + 2O2 ⇌ 2NO2 - Trong điều kiện thích hợp, N2 kết hợp với H2: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 ● Điều chế - Trong phịng thí nghiệm: 2NaN3 → 2Na + 3N2 NH4NO2 → N2 + 2H2O NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O - Trong công nghiệp: N2 sản xuất cách chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng 19 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 b Giải các bài tâ ̣p 7, 8, trang 159 và 160, bài 19, 20, và 21 trang 161 ● Bài tập trang 159: Chu trình nhiê ̣t đô ̣ng Born – Haber potassium hydride (KH) Trong đó: ∆ Hof: Năng lượng tạo thành (formation energy) ∆ Hoa: Nhiê ̣t thăng hoa (heat of atomization) De: Năng lượng phân ly (energy dissociation) IE: Năng lượng ion hóa (Ionization energy) EA: Ái lực electron (electron affinity) ∆ HoL: enthalpy mạng lưới (enthalpy lattice) 20 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 + Ta có: ∆ Hof = - 58 kJ/mol ∆ Hoa = 90,0 kJ/mol De = 218 kJ/mol IE = 415 kJ/mol EA = 73 kJ/mol ∆ HoL = ? + Theo định luật Hess: ∆ Hof = ∆ Hoa + IE + D - EA+ ∆ HoL e ⇒ - 58 = 90,0 + 415 + 218 – 73 + ∆ HoL ⇒ ∆HoL = - 708 kJ/mol 21 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 ● Bài tập trang 159: - Xây dựng chu trình nhiệt động Born – Haber: Chu trình nhiê ̣t đô ̣ng Born – Haber calcium hydride (CaH2) + Ta có: ∆ Hof = - 182 kJ/mol ∆ Hoa = 177,8 kJ/mol De = 218 kJ/mol IE1+2 = 590 + 1146 = 1736 kJ/mol EA = 73 kJ/mol ∆ HoL = ? * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 22 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 + 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 ∆ Hoa IE De (X2) EA (X) ∆ HoL 107,5 107,5 492 492 436 242 73 349 -808 -787 * Chú thích ký hiệu giống câu 7/159 - Theo định luật Hess: ● ∆Hof (NaH) = ∆ Hoa + IE + D - EA+ ∆ HoL e ⇒ ∆ Hof (NaH) = 107,5 + 492 + 436 – 73 – 808 ⇒ ∆ Hof (NaH) = - 63,5 kJ/mol ●∆ Hof (NaCl) = ∆ Hoa + IE + D - EA+ ∆ HoL e ⇒ ∆ Hof (NaCl) = 107,5 + 492 + 242 – 349 – 787 ⇒ ∆ Hof (NaCl) = - 415,5 kJ/mol - Nhận xét: ∆ Hof âm, hợp chất bền Vì ∆ Hof (NaCl) âm ∆ Hof (NaH) nên NaCl bền NaH 23 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 ● Bài 19 trang 161 giáo trình Hóa Vô Chu trình nhiê ̣t đô ̣ng Born – Haber lithium halide (LiX) 24 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 - 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 + De - EA + ∆ HoL ⇒ - 402,3 = 159 + 521 + 242 - 370,5 + ∆ HoL ⇒ ∆HoL = - 832,8 kJ/mol ● Bài 20 trang 161 giáo trình Hóa Vơ cơ: 25 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 Chu trình nhiê ̣t đô ̣ng Born – Haber halide kim loại 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 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3 bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3bai.danh.gia.giua.ky.mon.hoc.hoa.vo.co.vƒ.c•u.tr•c.lewis.c‰a.c•c.h£p.ch•t.ion.sau.no3.bf3.sf6.â—•.c•u.truc.lewis.c‰a.no3