Đề cương ôn tập môn hóa

Đề cương ôn tập môn hóa

HƯỚNG DẪN ÔN TẬP MÔN HÓA Đề thi 60’ (~4 câu) – không được sử dụng tài liệu kể cả bảng tuần hoàn hóa học  Viết cấu hình e nguyên tử A, ion bền của A: Phương pháp: Nếu 20 ≤ Z thì cấu hình e trùng với mức năng lượng Nếu 20 > Z ta viết qua 2 bước: • B1: Điền e theo dãy mức năng lượng • B2: Chuyển từ dãy mức năng lượng về dạng cấu hình (chuyển lớp nào về lớp đó, phân lớp nào về phân lớp đó) Ví dụ: Cho 26 = A Z , Viết cấu hình e nguyên tử A, ion bền của A? Giải Theo dãy mức năng lượng: 6262622 3433221 dspspss ⇒ Cấu hình e nguyên tử A: 2662622 4333221 sdpspss hay [khí hiếm]3d 6 4s 2 Cấu hình của ion bền: ⇔→− + 2 2 AeA [khí hiếm]3d 6 ⇔→− ++ 32 AeA [khí hiếm]3d 5 (bền) Cách nhớ dãy mức năng lượng (xem hình) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 …  Xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn hóa học (có giải thích) Phương pháp: Xác định thông tin gồm: chu kì, nhóm, phân nhóm. • Số thứ tự chu kỳ là số lớp e • Số thứ tự của nhóm bằng số electron hóa trị • Số e hóa trị = số e lớp ngoài cùng • Với nguyên tố s,p thì luôn là phân nhóm chính; với nguyên tố d,f thì luôn là phân nhóm phụ. Nguyên tố d được gọi là phân nhóm phụ loại I, số e hóa trị bằng số e lớp ngoài cùng cộng với số e trên phân lớp phía trong chưa bão hòa. e cuối rơi trên phân lớp nào thì nguyên tố được gọi trên phân lớp đó. 1 VẤN ĐỀ 1: Cấu tạo nguyên tử & bảng tuần hoàn: 1 bài tổng quát gồm 3 dạng: • Viết cấu hình e nguyên tử A, ion bền của A. • Xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn hóa học (có giải thích) hoặc viết hàm sóng cho e điền cuối vào A. • Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của A. 3đ Ví dụ 1: Cho 26 = A Z , hãy xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn hóa học và giải thích. Giải: Dãy mức năng lượng của A:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 A thuộc chu kì 4 vì nguyên tử A có 4 lớp e A thuộc phân nhóm phụ loại 1 nhóm VIII (VIIIB) vì nguyên tử A là nguyên tố d & có 8e hóa trị Ví dụ 2:Nguyên tố A thuộc chu kì 4, phân nhóm phụ loại 1, nhóm I. Hãy viết cấu hình e của A? Giải Cấu hình nguyên tố A có dạng: [khí hiếm](n-1)d x ns y Chu kì 4 n=4. Vậy cấu hình nguyên tố A trở thành: [khí hiếm]3d x 4s y A thuộc phân nhóm phụ loại 1 &nhóm I (hay có thể nói gọn là A thuộc nhóm IB) nên x+y=11 Mà x nhận giá trị từ 110; y nhận giá trị từ 12 Nên có 2 trường hợp có thể xảy ra: • [khí hiếm]3d 10 4s 1 (nhận) • [khí hiếm]3d 9 4s 2 (loại) Vậy cấu hình e của nguyên tố A là: [khí hiếm]3d 10 4s 1 hay 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1  Viết hàm sóng cho e điền cuối vào A Hàm sóng pơxi gồm 4 đại lượng đặc trưng: số lượng tử chính (n), số lượng tử phụ (l), số lượng tử từ (m l ), số lượng tử spin (m s ) K L M N n 1 2 3 4 l 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 Phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f m l 0 0 -1, 0, +1 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 Với n: 1, 2, 3, 4, …, ∞ K L M N… (Chỉ ra phân lớp mà e điền cuối rơi vào) l: s, p, d, f… tương ứng ml: -l, …, 0, …, +l (chỉ ra vị trí e điền cuối nằm ở ô nào) ms: )( 2 1 ↑+ , )( 2 1 ↓− (chỉ ra e điền cuối là độc thân hay đã ghép đôi:  là độc thân,  là ghép đôi) Ví dụ 1: Electron điền cuối cùng vào nguyên tử B có hàm sóng       −+ 2 1 ,2,2,3 ψ . 2        s l m m l n ψ Hãy viết cấu hình e nguyên tử B. Giải Từ hàm sóng ta có: Từ 3 = n , 2 = l ta suy ra e điền cuối rơi trên phân lớp 3d Từ 2 += l m ta suy ra e điền cuối nằm ở ô cuối cùng bên phải Từ ( ) ↓−= 2 1 s m ta suy ra e điền cuối là e đã ghép đôi Tổng hợp các dữ kiện trên ta có: 3d ⇒⇒ 10 3d dãy mức năng lượng là 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 cấu hình e: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 Ví dụ 2: Cho Z A =26, viết hàm sóng của nguyên tử A. Giải dãy mức năng lượng là 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 e điền cuối rơi trên 3d 6 3d e điền cuối rơi trên phân lớp 3d ta suy ra 3 = n , 2 = l e điền cuối nằm ở ô -2 suy ra 2 −= l m e điền cuối hướng xuống (e ghép đôi) suy ra 2 1 −= s m Vậy hàm sóng của A là  Dự đoán tính chất hóa học của A Ví dụ: Z A =26 Giải A là nguyên tố kim loại (vì lớp ngoài cùng có 2e {cấu hình e nguyên tử}) Đơn chất A thể hiện tính khử (nhường e) Oxit: AO và A 2 O 3 Thành phần Axit: A(OH) 2 , A(OH) 3 Muối: A 2+ , A 3+ Tính chất của hợp chất: -2 -1 0 +1 +2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑  -2 -1 0 +1 +2 ↑  ↑ ↑ ↑ ↑ 3        −= += = = 2 1 2 2 3 s l m m l n ψ        −= −= = = 2 1 2 2 3 s l m m l n ψ Phương pháp Bước 1: Xác định kiểu lai hóa Bước 2: Mô tả các AO trước và sau lai hóa (thêm tên, vị trí vào mẫu) Bước 3: Mô tả sự xen phủ giữa các AO tạo liên kết Bước 4: Hình học phân tử  Công thức kinh nghiệm xác định kiểu lai hóa (sp, sp 2 , sp 3 ) Xét phân tử AB n A: nguyên tố lai hóa B n : tổng số nguyên tử nguyên tố khác liên kết với A a=n+m Với n là chỉ số của B trong AB n , m là số cặp e không liên kết của A ở trạng thái lai hóa ↑↓ Nếu a=2 thì A lai hóa sp Nếu a=3 thì A lai hóa sp 2 Nếu a=4 thì A lai hóa sp 3 BẢNG TỔNG QUÁT a Kiểu lai hóa Dạng CTPT Hình học phân tử Ví dụ 2 sp AB 2 Thẳng hàng BeCl 2 , C 2 H 2 , CO 2 3 sp 2 AB 3 Tam giác phẳng BF 3 , C 2 H 4 , − 2 3 CO AB 2 Góc ~120 o SO 2 4 sp3 AB 4 Tứ diện CH 4 , CH 3 Cl, CH 2 Cl 2 , SiF 4 AB 3 Chóp tam giác NH 3 , PCl 3 AB 2 Góc ~109 o H 2 O, H 2 S 4 VẤN ĐỀ 2: Cấu tạo phân tử: liên kết cộng hóa trị theo VB lai hóa sp1, sp2, sp3 (nhớ xác định m,n a kiểu lai hóa) 2đ Cách xác định kiểu lên kết (xíchma hay pi) • Liên kết σ là liên kết mà sự xen phủ nằm trên trục liên kết. (bền vững) • Liên kết π là liên kết mà sự xen phủ không nằm trên trục liên kết mà nằm ở 2 phía trục liên kết. Ví dụ 1: Xác định kiểu lai hóa, cấu trúc hình học phân tử BeCl 2 , biết Z Be =4, Z Cl =17. Giải • Xác định kiểu lai hóa: 4 Be: /2s 2 ↑↓  Be * 2s 2s 2p 17 Cl: /3s 2 3p 5 3s 3p Ta có n=2, m=0  a=2+0=2  Đây là lai hóa sp • Mô tả các AO trước và sau lai hóa: • Mô tả sự xen phủ giữa các AO tạo liên kết: 2 nguyên tử clo, mỗi nguyên tử đem 1 obitan 3p (chứa 1e) xen phủ với 1 obitan sp (chứa 1e) của Be để tạo 2 liên kết σ . Góc lai hóa không thay đổi. • Hình học phân tử: Ví dụ 2: Xác định kiểu lai hóa, cấu trúc hình học phân tử BF 3 , biết Z B =5, Z F =9. Giải • Xác định kiểu lai hóa: 5 B: /2s 2 2p 1  B * 9 F: /2s 2 sp 5 Ta có n=3, m=0  a=3+0=3  Đây là lai hóa sp 2 • Mô tả các AO trước và sau lai hóa: • Mô tả sự xen phủ giữa các AO tạo liên kết: 3 nguyên tử F, mỗi nguyên tử đem 1 obitan 2p (chứa 1e) xen phủ với 1 obitan sp 2 (chứa 1e) của B tạo ra 3 liên kết σ . Góc lai hóa không thay đổi. • Hình học phân tử: 5 Ví dụ 3: Xác định kiểu lai hóa, cấu trúc hình học phân tử CH 4 , biết Z C =6, Z H =1. Giải • Xác định kiểu lai hóa: 6 C: /2s 2 2p 2  C * 1 H: 1s 1 Ta có n=4, m=0  a=4+0=4  Đây là lai hóa sp 3 • Mô tả các AO trước và sau lai hóa: • Mô tả sự xen phủ giữa các AO tạo liên kết: 4 nguyên tử H, mỗi nguyên tử đem 1 obitan 1s (chứa 1 e) xen phủ với 1 obitan sp 3 (chứa 1e) của C tạo ra 4 liên kết σ . Góc lai hóa không thay đổi. • Hình học phân tử: 6  [XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU] Lưu ý: - Nhớ nhân hệ số cân bằng tương ứng vào khi tính toán - Nhớ đổi cho cùng đơn vị rồi mới tính ( ) 31 10 −− = KCalKCal  ΔH ( ) KCal +→++ ++ ∆ ∆ ∆∆ . 0 0 00 . dDcCbBaA D C BA H H HH Cho       ∆ mol KCal H 0 298 0 H ∆ phản ứng = 0 H Σ∆ sản phẩm - 0 H Σ∆ chất tham gia 0 H ∆ phản ứng = ( ) ( ) 0000 +∆+∆−+∆+∆ BADC HbHaHdHc ( ) KCal Nếu 0 H ∆ <0  Tỏa nhiệt; Nếu 0 H ∆ >0  Thu nhiệt  ΔS ( ) 1 . − KCal +→++ ++ ∆ ∆ ∆∆ . 0 0 00 . dDcCbBaA D C BA S S SS 0 S ∆ phản ứng = 0 S Σ∆ sản phẩm - 0 S Σ∆ chất tham gia 0 S ∆ phản ứng = ( ) ( ) 0000 +∆+∆−+∆+∆ BADC SbSaSdSc ( ) 1 . − KCal  ΔG ( ) KCal 0 G ∆ phản ứng = 0 H ∆ phản ứng - 298. 0 S ∆ phản ứng  ΔU ( ) KCal 0 U ∆ phản ứng 0 H ∆= phản ứng TRn ∆− Với n ∆ là biến thiên số mol trước và sau phản ứng .)( .)( ++−++=∆ badcn R là hằng số khí R=0,082 Nếu cho nhiệt độ thì T=273+ o C, nếu không cho thì lấy điều kiện chuẩn T=298 Ví dụ: Xác định ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứng 2NH 3 + 3Cl 2  N 2 + 6HCl 0 H ∆ ( ) 1 . − KCal -11 0 0 -22,4 0 S ∆       đomol Cal . 45,97 53,3 45,77 46,04 Giải 0 H ∆ phản ứng = ( ) 6.(-22,4)0 + - ( ) 02.(-11) + = -112,4 ( ) KCal 0 S ∆ phản ứng = (45,77+6.46,04)-(2.45,97+3.53,3) = 70,17 ( ) 1 . − KCal 0 G ∆ phản ứng = -112,4 –(298.70,17.10 -3 ) (xem lưu ý 2 ở phía trên ) = -133,31066 ( ) KCal 0 U ∆ phản ứng = -112,4- ( )( ) )32(61 +−+ .0,082.298 = 48,872 ( ) KCal 7 VẤN ĐỀ 3: Nhiệt động hóa học Xác định 4 đại lượng ΔH, ΔG, ΔS, ΔU hoặc cân bằng hóa học 3 biểu thức 3đ  [CÂN BẰNG HÓA HỌC 3 BIỂU THỨC]  Hằng số cân bằng theo nồng độ: C ba dc CB K BA DC K == ].[][ ].[][  Hằng số cân bằng theo áp suất: P b B a A d D c C CB K PP PP K == . .  Mối quan hệ giữa K P và K C : ( ) n CP TRKK ∆ = Lưu ý:  Chất rắn và chất lỏng K P = K C  Chất khí nếu mol trước = mol sau  K P = K C  Dạng bài tập tổng quát: Trộn a mol CO ở 850 o C và b mol H 2 O trong bình thể tích V lít. Có cân bằng: CO (K) + H 2 O (K)  →← CO 2 (K) + H 2 (K) Số mol CO 2 : x mol 1. Tính K C, K P 2. 850 o C, P ban đầu =P atm 3. Tính P CB và P mỗi khí lúc cân bằng Giải 1. CO (K) + H 2 O (K)  →← CO 2 (K) + H 2 (K) Ban đầu: V a V b 0 0 Lượng phản ứng: V x V x V x V x Lúc cân bằng: )( 1 xa V − )( 1 xb V − V x V x ( ) ( ) xb V xa V V x V x OHCO HCO K C −− == 1 . 1 . ].[][ ].[][ 1 2 1 1 2 1 2 ( ) n CP TRKK ∆ = CP KKn =⇒=+−+=∆ 0)11()11( 2. T,V=const ⇒=∆ 0n n ban đầu = n cân bằng  P CB =P BĐ =P Nếu là mỗi khí n n P P ii = (Trong đó P là áp suất tổng, n là tổng số mol , i là chất i nào đó) ( ) ( ) ( ) ba xaP P ba xa P P n n P P CO COCOCO + − =⇒ + − =⇔= . ( ) ba xbP P n n P P OH OHOH + − =⇔= . 2 22 ba xP P n n P P CO CO CO + =⇔= . 2 22 ba xP P n n P P H H H + =⇔= . 2 22 ( ) ( ) ( ) ( ) xbxa x ba xbP ba xaP ba xP PP PP K OHCO HCO P −− =       + −       + −       + == . . . . . 2 2 2 22 Chú ý: Nếu đề cho % phân hủy thì ở chỗ [lượng phản ứng] ta nhân thêm α vào rồi tính bình thường. 8 [Bài toán về S, T, α ]  Độ điện li = n n' Khoảng xác định 10 ≤< α Nếu α dần về 1 thì dấu của phương trình là  Nếu α dần về 0 thì dấu của phương trình là  Độ hòa tan S (mol/lít) A n X m nA m+ + mX n- Cho độ hòa tan S nS mS  Tích số hòa tan T A n X m nA m+ + mX n- Nếu A n X m là chất rắn thì [A n X m ] coi bằng đơn vị [ ] [ ] mn XA m n n m TTXAK === −+ . Điều kiện để tạo kết tủa: Để tạo kết tủa A n X m thì [ ] [ ] mn XA m n n m TXA > −+ . Mối quan hệ giữa S và T ( ) ( ) mnmn mn XA SmnSmSnT mn + == . Ví dụ: Cho 3 10.5,1)180( 2 − = CS o PbI 1. Xác định [Pb2+], [I-] trong dung dịch PbI 2 bão hòa ở 18 o C 2. Tính )18( 2 CT o PbI 3. Thêm KI C M , độ điện li α vào dung dịch PbI 2 bão hòa thì 2 PbI S tăng hay giảm? Tại sao? Lập biểu thức. Giải 1. PbI 2 Pb 2+ + 2I -  S S 2S [Pb 2+ ]=S [I - ]=2S 2. ( ) 222 2.]].[[ 2 SSIPbT PbI == −+ (=hằng số ở 18 o C) 3. Thêm KI Thêm [I - ]  cân bằng  chuyển dịch về phía tạo PbI 2  làm cho 2 PbI S giảm KI  K + + I - Ban đầu c Phân li c.α c.α Gọi độ tan PbI 2 khi thêm KI là S 2 PbI 2 Pb 2+ + 2I - S 2 S 2 2c 2 +c.α ( ) ( ) ⇒<⇒=+= SSSScSST PbI 2 22 22 2.2. 2 α độ tan giảm 9 VẤN ĐỀ 4: Dung dịch - Bài toán về S, T, α - pH của dung dịch (chú ý nồng độ) 2đ [pH của dung dịch] Phương pháp: “Viết các cân bằng cơ bản trong dung dịch sau đó xét điều kiện áp dụng công thức tính” [H 3 O + ].[OH - ]=10 -14 = OH K 2 (=hằng số) [H 3 O + ]=[OH - ]=10 -7 [ ] + −= OHpH 3 lg [ ] − −= OHpOH lg 14 =+ pOHpH [ ] [ ] [ ] ACB K HA AOH K == −+ . 3 (hằng số axit) OHA KK 2 〉 〉 : [ ] [ ] + + − = OHC OH K A A 3 2 3  Phép tính gần đúng cấp 1, áp dụng khi OHB KK 2 〉 〉 : [ ] [ ] − − − = OHC OH K B B 2    〉 〉 〉 〉 AA OHA KC KK 2 : [ ] [ ] AA A A CKOH C OH K . 3 2 3 =⇒= + +  Phép tính gần đúng cấp 2, áp dụng khi    〉 〉 〉 〉 BB OHB KC KK 2 : [ ] [ ] BB B B CKOH C OH K . 2 =⇒= − − Ví dụ: Tính pH các dung dịch: a. CH 3 COOH 10 -2 M, K A =1,8.10 -5 b. Dung dịch NH 3 10 -3 M, 6 10.7,1 3 − = NH K Giải a. H2O + CH 3 COOH CH 3 COO - + H 3 O + K A H 2 O + H 2 O OH - + H 3 O + K H2O Theo giả thuyết: K A =1,8.10 -5 >> K H20 =10 -14 C A =10 -2 >> K A Ta có: [ ] AA CKOH . 3 = + = 52 10.8,1.10 −−  pH= - lg[H 3 O + ]  pH= - lg( 52 10.8,1.10 −− )=3,4 b. NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH - K B H 2 O + H 2 O OH - + H 3 O + K H2O Theo giả thuyết: K B =1,7.10 -6 >> K H20 =10 -14 C B =10 -3 >> K B Ta có: [ ] BB CKOH . = − = 36 10.10.7,1 −−  pH= 14 – (– lg[OH - ])=14 – (– lg( 36 10.10.7,1 −− ))=9,6 10 . HƯỚNG DẪN ÔN TẬP MÔN HÓA Đề thi 60’ (~4 câu) – không được sử dụng tài liệu kể cả bảng tuần hoàn hóa học  Viết cấu hình e nguyên. không liên kết của A ở trạng thái lai hóa ↑↓ Nếu a=2 thì A lai hóa sp Nếu a=3 thì A lai hóa sp 2 Nếu a=4 thì A lai hóa sp 3 BẢNG TỔNG QUÁT a Kiểu lai hóa