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 Z  20thì cấu hình e trùng với mức năng lượng

Nếu Z 20ta 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 Z A 26, Viết cấu hình e nguyên tử A, ion bền của A?

Giải

Theo dãy mức năng lượng: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

 Cấu hình e nguyên tử A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 hay [khí hiếm]3d64s2

Cấu hình của ion bền: A 2e A2  [khí hiếm]3d6





2 e A

A [khí hiếm]3d5 (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.

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 Z A  26, hãy xác định vị trí của A trong bảng tuần hoàn hóa học và giải thích.

Giải:

Dãy mức năng lượng của A:1s22s22p63s23p64s 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)dxnsy

Chu kì 4 n=4 Vậy cấu hình nguyên tố A trở thành: [khí hiếm]3dx4sy

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]3d104s1 (nhận)

 [khí hiếm]3d94s2 (loại)

Vậy cấu hình e của nguyên tố A là: [khí hiếm]3d104s1 hay 1s22s22p63s23p63d104s1

 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)

-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















s

l

m m l n



Từ hàm sóng ta có:

Từ n 3, l  2 ta suy ra e điền cuối rơi trên phân lớp 3d

Từ m l   2 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



 3d10 dãy mức năng lượng là 1s22s22p63s23p64s23d10cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104s2

Ví dụ 2: Cho ZA=26, viết hàm sóng của nguyên tử A

Giải

dãy mức năng lượng là 1s22s22p63s23p64s23d6

e điền cuối rơi trên 3d6

3d

e điền cuối rơi trên phân lớp 3d ta suy ra n 3, l  2

e điền cuối nằm ở ô -2 suy ra m l   2

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: ZA=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 A2O3

Thành phần Axit: A(OH)2, A(OH)3

Muối: A2+, A3+

Tính chất của hợp chất:

    































2

1

2

2

3

s

l

m

m

l

n





























2 1 2 2 3

s

l

m m l n



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, sp2, sp3)

Xét phân tử AB n A: nguyên tố lai hóa

Bn: 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 sp2

Nếu a=4 thì A lai hóa sp3

BẢNG TỔNG QUÁT

a Kiểu lai hóa Dạng CTPT Hình học phân tử Ví dụ

Thẳng hàng

BeCl2, C2H2, CO2

AB3

Tam giác phẳng

BF3, C2H4, 2 

3

CO

AB2

Góc ~120o

SO2

AB4

Tứ diện

CH4, CH3Cl,

CH2Cl2, SiF4

AB3

Chóp tam giác

NH3, PCl3

AB

Góc ~109o

H O, H S

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  là liên kết mà sự xen phủ nằm trên trục liên kết

(bền vững)

 Liên kết  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 BeCl2, biết ZBe=4, ZCl=17.

Giải

 Xác định kiểu lai hóa:

17Cl: /3s23p5

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

 Góc lai hóa không thay đổi

 Hình học phân tử:

Ví dụ 2: Xác định kiểu lai hóa, cấu trúc hình học phân tử BF3, biết ZB=5, ZF=9

Giải

 Xác định kiểu lai hóa:

5B: /2s22p1  B*

9F: /2s2sp5

Ta có n=3, m=0  a=3+0=3  Đây là lai hóa sp2

 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 sp2 (chứa 1e) của B tạo ra 3 liên kết  Góc lai hóa không thay

đổi

 Hình học phân tử:

Ví dụ 3: Xác định kiểu lai hóa, cấu trúc hình học phân tử CH4, biết ZC=6, ZH=1.

Giải

 Xác định kiểu lai hóa:

6C: /2s22p2  C*

1H: 1s1

Ta có n=4, m=0  a=4+0=4  Đây là lai hóa sp3

 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 sp3 (chứa 1e) của C tạo ra 4 liên kết  Góc lai hóa không thay đổi

 Hình học phân tử:

 [XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]H, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]G, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]S, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]U]

Lưu ý: - Nhớ nhân hệ số cân bằng tương ứng vào khi tính toán

- Nhớ đổi cho cùng đơn vị rồi mới tính   1 10  3

Cal K KCal

 ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]H KCal















0 0

0

0

bB













mol

KCal

H0 298

0

H

 phản ứng = H0 sản phẩm - H0 chất tham gia

0

H

 phản ứng= 0 0   0 0 

















H C d H D a H A b H B

Nếu H0<0  Tỏa nhiệt; Nếu H0>0  Thu nhiệt

 ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]S Cal.K 1















0 0

0

0

bB

aAS A S B S C S D

0

S

 phản ứng = S0 sản phẩm - S0 chất tham gia

0

S

 phản ứng= 0 0   0 0 

















S C d S D a S A b S B

 ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]G KCal

0

G

 phản ứng = H0 phản ứng - 298.S0 phản ứng

 ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]U KCal

0

U

 phản ứng  H0phản ứng  n .R T

Với n là biến thiên số mol trước và sau phản ứng n (cd )  (ab )

R là hằng số khí R=0,082

Nếu cho nhiệt độ thì T=273+ oC, nếu không cho thì lấy điều kiện chuẩn T=298

Ví dụ: Xác định ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngH, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngG, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngS, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngU ở điều kiện chuẩn của phản ứng

0

H

0

S











đo

mol

Cal

Giải

0

H

 phản ứng = 0  6.(-22,4) -2.(-11)  0

= -112,4 KCal

0

S

 phản ứng = (45,77+6.46,04)-(2.45,97+3.53,3)

= 70,17 Cal.K 1

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-1  6 ( 2  3 ).0,082.298

= 48,872 KCal

VẤN ĐỀ 3: Nhiệt động hóa học

Xác định 4 đại lượng ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngH, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngG, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngS, ΔH, ΔG, ΔS, ΔU ở điều kiện chuẩn của phản ứngU hoặc cân bằng hóa học 3 biểu thức 3đ

 [XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]CÂN BẰNG HÓA HỌC 3 BIỂU THỨC]

d c

B A

D C

] [

] [

] [

] [

B

a A

d D

c C

P P

P P

.

C

P K R T

Lưu ý:

 Chất rắn và chất lỏng KP = KC

 Chất khí nếu mol trước = mol sau  KP = KC

 Dạng bài tập tổng quát:

Trộn a mol CO ở 850oC và b mol H2O trong bình thể tích V lít Có cân bằng:

Số mol CO2: x mol

1 Tính KC, KP

2 850oC, Pban đầu=Patm

3 Tính PCB và Pmỗi khí lúc cân bằng

Giải

Lượng phản ứng:

V

x

V

x

V

x

V x

1

x b

x

V x

  b x

V x a V

V

x V x O

H CO

H CO

K C









1 1

]

.[

]

[

] [

]

[

1 2 1

1 2

1

2

  n

C

P K R T

C

P K K

 ( 1 1 ) ( 1 1 ) 0

2 T,V=const





n 0 n ban đầu = n cân bằng  PCB=PBĐ=P

Nếu là mỗi khí

n

n P

P i i

 (Trong đó P là áp suất tổng, n là tổng số mol , i là chất i nào đó)

 

 

 

b a

x a P P b a

x a P

P n

n

P

P

CO CO

CO

CO

















b a

x b P P

n

n

P

P

O H O

H

O

H









2 2

2

b a

x P P

n

n

P

P

CO CO

CO







2 2

2

b a

x P P n

n

P

P

H







2 2

2

x x

b P x a P

b a

x P P

P

P

P

P





























.

.

2

2 2

[XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]Bài toán về S, T,  ]

Khoảng xác định 0    1

Nếu  dần về 1 thì dấu của phương trình là 

Nếu  dần về 0 thì dấu của phương trình là

 Độ hòa tan S (mol/lít)

 Tích số hòa tan T

n-Nếu AnXm là chất rắn thì [AnXm] coi bằng đơn vị     A n X m

m n n

A

K   .    Điều kiện để tạo kết tủa: Để tạo kết tủa AnXm thì     A n X m

m n n

A  .   Mối quan hệ giữa S và T

  n m n m n m

X



Ví dụ: Cho ( 180 ) 1 , 5 10 3

2





C

PbI

1 Xác định [Pb2+], [I-] trong dung dịch PbI2 bão hòa ở 18oC

2 Tính ( 18 )

PbI

3 Thêm KI CM, độ điện li α vào dung dịch PbI2 bão hòa thì S PbI2 tăng hay giảm? Tại sao? Lập biểu thức

Giải

-

[Pb2+]=S

[I-]=2S

2. T PbI2  [Pb2].[I] 2 S.2S2 (=hằng số ở 18oC)

3 Thêm KI

Thêm [I-]  cân bằng  chuyển dịch về phía tạo PbI2  làm cho S PbI2 giảm

Gọi độ tan PbI2 khi thêm KI là S2

-S

        

T PbI 2 2 2 2 2 2 2

VẤN ĐỀ 4: Dung dịch

- Bài toán về S, T, 

[XÁC ĐỊNH 4 ĐẠI LƯỢNG ΔH, ΔG, ΔS, ΔU]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 =K H O

2 (=hằng số) [H 3 O + ]=[OH - ]=10 -7



pH lg 3



14



 pOH pH

  A

HA

A O H





O H

K

2

 







O H C

O H K

A

A

3

2 3

 Phép tính gần đúng cấp 1, áp dụng khi

O H

K

2

 







OH C

OH K

B B

2









A A

O H A

K C

K

:

A A A

C

O H

2

3  



 Phép tính gần đúng cấp 2, áp dụng khi









B B

O H B

K C

K

:

   

B B B

C

OH

2







Ví dụ: Tính pH các dung dịch:

a CH3COOH 10-2M, KA=1,8.10-5

b Dung dịch NH3 10-3M, 1 , 7 10 6

3





NH

K

Giải

A

H2O

Theo giả thuyết:

KA=1,8.10-5

>> KH20=10-14

CA=10-2 >> KA

Ta có: H3O K A.C A = 10  2 1 , 8 10  5

 pH= - lg[H3O+]  pH= - lg( 10  2 1 , 8 10  5 )=3,4

B

H2O

Theo giả thuyết:

KB=1,7.10-6

>> KH20=10-14

CB=10-3 >> KB

Ta có: OH K B.C B = 1 , 7 10  6 10  3