Đương lượng của một nguyên tố - Khái niệm: đương lượng của một nguyên tố là phần khối lượng của nguyên tố đó kết hợp với 1,008 phần khối lượng của hiđro hoặc 8 phần khối lượng oxi, hoặc
Trang 1CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
5 ( 2, 3 )
Ngày soạn: 5/9/2010
Ngày giảng: 11/10/2010 -15/10/2010
I Mục tiêu bài giảng
1 Kiến thức
Sau khi học chương này sinh viên cần nắm được:
- Các khái niệm hoá học cơ bản: chất, đơn chất, hợp chất, nguyên tử, phân tử, nguyên
tử khối, phân tử khối, mol phân tử, mol nguyên tử
- Hệ đơn vị.
- Một số định luật cơ bản của hoá học: định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên
tố, định luật thành phần không đổi, định luật Avogađro
- Công thức hoá học, phương trình hoá học…
2 Kĩ năng
- Viết công thức hoá học, thiết lập phương trình hoá học
- Tính toán theo phương trình hoá học
- Đổi đơn vị trong các hệ đơn vị
- Sử dụng các định luật để làm bài tập
3 Tình cảm, thái độ
Lòng yêu thích bộ môn hoá học
II Phương pháp giảng dạy
- Đàm thoại ôn tập củng cố ( kiến thức trong chương chủ yếu là cũ )
- Làm bài tập
- Phương pháp thuyết trình
III Chuẩn bị
- GV: giáo án, giáo trình
- SV: Giáo trình, bài chuẩn bị
IV Nội dung giảng dạy
Trang 2Hoạt động của GV và SV Nội dung bài dạy
Hoạt động: khái niệm, cấu tạo
nguyên tử
- SV cho biết khái niệm nguyên
tử
- GV: hãy nêu cấu tạo nguyên tử
- SV: nguyên tử gồm lớp vỏ và
hạt nhân
- SV nêu đặc tính của các loại
hạt cấu tạo nên nguyên tử
VD:
- Số lượng các loại hạt có trong:
Na, Na+, Cl, Cl-, H2O
Hoạt động: Nguyên tố hoá học.
- SV nêu khái niệm nguyên tố
hoá học
- Trong các kí hiệu sau những kí
hiệu nào là cùng một nguyên tố
hoá học
818X, 817Y, 918Z, 716L
Hoạt động: Đồng vị
- GV: khái niệm đồng vị?
- Oxi có 3 đồng vị: 16O, 17O, 18O;
Hidro có 2 đồng vị 1H, 2H
a Có bao nhiêu loại phân tử
nước được tạo ra từ các loại
đồng vị trên
b Tính khối lượng phân tử của
các loại nước đó
Hoạt động: Chất
- GV: Chất có ở đâu
- SV: Chất có ở mọi nơi: nước,
khí oxi, sắt…
- GV: thế nào là đơn chất, hợp
chất
- Đơn chất …
VD: trong các chất sau đâu là
đơn chất, hợp chất: H2O, CO2,
Bài 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
I Nguyên tử
1 Khái niệm
Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hoá học không thể phân chia về mặt hoá học
2 Cấu tạo
- Nguyên tử cấu tạo từ 3 loại hạt: electron, proton, nơtron
- Vỏ : e mang điện tích âm
- Hạt nhân: proton và nơtron, proton mang điện tích dương
- Đặc điểm của các loại hạt:
Khối lượng Điện tích
ước Electron 9,1.10-31 5,55.10-4 -1,6.10-19 -1 Proton 1.67.10-27 1 1,6.10-19 +1
- Trong nguyên tử tổng số điện tích âm và dương bằng nhau Nguyên tử trung hoà về điện
II Nguyên tố hoá học
1 Khái niệm
Nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân
2 Kí hiệu nguyên tố hoá học
- Số đơn vị điện tích hạt nhân của một nguyên tố được gọi là
số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó Kí hiệu là Z
- Số khối A = Z + N = N + P
- Kí hiệu nguyên tố: A ZX
III Đồng vị
- Các đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau số nơtron, do
đó số khối A của chúng khác nhau
- VD: oxi có 3 đồng vị 816O, 817O, 819O
IV Chất Đơn chất, hợp chất Phân tử
1 Chất
- Chất là tập hợp các tiểu phân có thành phần cấu tạo, tính chất xác định và có thể tồn tại độc lập trong những điều kiện nhất định
- Chất mà phân tử được cấu tạo từ một loại nguyên tử thì gọi
là đơn chất
VD: Ag, O2, H2
- Chất mà phân tử được cấu tạo từ hai loại nguyên tử trở lên
Trang 3O2, H2SO4, H2, Cu, C2H6, Au?
Hoạt động: nghiên cứu khái
niệm phân tử
- GV: khái niệm phân tử ?
- Thành phần phân tử ?
+ Phân tử có thể được tạo từ 1
nguyên tử: phân tử đơn nguyên
tử
+ Phân tử tạo ra từ 2 nguyên tử
trở lên: phân tử nhiều nguyên tử
- GV: Các loại liên kết trong
phân tử, đặc điểm các loại liên
kết
Hoạt động: hệ đơn vị
VD: Hãy biểu thị mỗi số liệu
sau đây theo đơn vị cơ bản của
hệ SI tương ứng:
a Độ dài trung bình của một
liên kết là 149,5 pm
b Một mảnh thiên thạch nặng
0,5 Gkg
c Thời gian sống trung bình của
một vi hạt vào khoảng 0,5 ns
d Lượng một nguyên tố mới
điều chế được vào khoảng 0,5
pmol
Hoạt động: mol, khối lượng mol
- Khái niêm mol, mol nguyên tử,
mol phân tử?
- Khối lượng mol?
được gọi là hợp chất VD: Nước H2O, khí cacbonic CO2
- Đơn chất chia làm 2 loại: kim loại và phi kim
- Hợp chất: vô cơ, hữu cơ
2 Phân tử
a Khái niệm
Phân tử là hạt đại diện cho chất, gồm một số nguyên tử liên kết với nhau và thể hiện đầy đủ tính chất hoá học của chất
b Thành phần phân tử
- Phân tử được tạo ra từ các hạt nhỏ hơn: nguyên tử hay ion
- Phân tử có thể được tạo từ 1 nguyên tử: phân tử đơn nguyên tử
- Phân tử tạo ra từ 2 nguyên tử trở lên: phân tử nhiều nguyên tử
- Liên kết tạo thành phân tử (liên kết hoá học) + Liên kết cộng hoá trị: bằng cặp e dùng chung + Liên kết ion: bằng lực hút tĩnh điện
c Sơ lược về tương tác phân tử
- Giữa các phân tử tồn tại liên kết phân tử
- Lực tương tác giữa các phân tử thường yếu
d Một số đặc điểm về phân tử
- Khối lượng phân tử
- Điện tích phân tử: trung hoà (=0)
- Cấu tạo: các chất có cùng công thức phân tử nhưng khác nhau về công thức cấu tạo nên có tính chất khác nhau
- Tính chất
V Hệ đơn vị Hệ SI
- Một lượng vật chất được chỉ bằng trị số kèm theo đơn vị Lượng vật chất = Trị số đơn vị
- Hệ đơn vị: hệ SI và hệ đơn vị theo thói quen
- Hệ SI ( quốc tế)
1 Hệ SI cơ sở ( Mục lục)
2 Đơn vị dẫn xuất từ đơn vị cơ sở (Mục lục)
VI Mol Khối lượng mol
1 Mol
- Mol là lượng chất chứa 6.1023 hat vi mô
- Mol nguyên tử là lượng chất chứa 6.1023 nguyên tử của chất đó
- Mol phân tử là lượng chất chứa 6.1023 phân tử của chất đó
2 Khối lượng mol
- Khối lượng mol của chất là khối lượng tính bằng đơn vị
Trang 4VD: Hãy xác định đương lượng
của clo, oxi , nitơ trong các hợp
chất sau: HCl, H2O, NH3
ĐCl = 35,5/1 = 35,5
ĐO = 16/2 = 8
ĐN = 14/3 = 4,67
VD: Xác định đương lượng của
lưu huỳnh trong SO2, SO3? Nhận
xét gì?
Giải:
SO2 ĐS= 32/4= 8
SO3, ĐS= 32/6=5,33
=> Lưu huỳnh ở 2 công thức có
2 giá trị đương lượng
=> Một nguyên tố hoá học có thể
có nhiều giá trị đương lượng tuỳ
thuộc vào hợp chất xét
BT:
Tìm đương lượng của:
a Cl trong mỗi hợp chất sau
đây: HCl, KClO3, HClO4
b NaOH, Ca(OH)2, H3PO4
c HCl, H2SO4, H3PO4
d NaNO3, Na2SO4, CaSO4,
K3PO4, Ca3(PO4)2
Hoạt động: một số định luật cơ
bản
- GV: SV nêu một số định luật
cơ bản?
- Định luật bảo toàn khối lượng,
định luật thành phần không đổi,
định luật Avôgađro
VD: Thay dấu ? trong các phản
cacbon của N hạt vi mô
- Khối lượng mol nguyên tử (nguyên tử khối): khối lượng tính bằng đơn vị cácbon của N nguyên tử
- Phân tử khối: khối lượng tính bằng đơn vị cacbon của N phân tử
VII Đương lượng
1 Đương lượng của một nguyên tố
- Khái niệm: đương lượng của một nguyên tố là phần khối lượng của nguyên tố đó kết hợp với 1,008 phần khối lượng của hiđro hoặc 8 phần khối lượng oxi, hoặc thay thế mỗi lượng trên trong các hợp chất
- Hệ quả: Đương lượng của một nguyên tố là lượng nguyên tố tương ứng với đơn vị hoá trị của nguyên tố đó
Đ = A/n Đ: Đương lượng của nguyên tố A: Khối lượng nguyên tử n: Hoá trị của nguyên tố
- Khi nói đương lượng của một nguyên tố phải gắn với hợp chất nào đó
2 Đương lượng của một hợp chất
- Đương lượng của một hợp chất là khối lượng hợp chất đó tác dụng vừa đủ vơi một đương lượng của chất khác
- Quy tắc kinh nghiệm:
+ Đương lượng của một oxit kim loại bằng khối lượng phân
tử của oxit chia cho tích hoá trị kim loại với số nguyên tử kim loại trong công thức oxit đó
+ Đương lượng của một axit bằng khối lượng của phân tử của axit chia cho số nguyên tử hidro được thay thế trong phân tử axit đó
+ Đương lượng của một bazơ: Khối lượng phân tử chia cho số nhóm OH ( hoặc hoá trị kim loại)
+ Đương lượng của muối bằng khối lượng phân tử chia cho tổng điện tích của các cation ( hay anion)
+ Đương lượng của một chất trong phản ứng oxi hoá- khử bằng khối lượng phân tử chia số e trao đổi
3 Đương lượng gam
- Đương lượng gam của một chất là lượng chất đó biểu thị theo gam có trị số bằng trị số đương lượng của chất đó
Bài 2: MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
I Định luật bảo toàn khối lượng
- Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất thu được sau phản ứng
Hay : có sự bảo toàn vật chất trong phản ứng hoá học
II Định luật đương lượng
- Các nguyên tố kết hợp với nhau hay thay thế cho nhau (trong phản ứng hoá học) theo các khối lượng tỉ lệ với đương lượng của chúng
Trang 5ứng sau và cân bằng
a ? + H2SO4 -> Al2(SO4)3 + H2
b CaCl2 + H3PO4 -> ? + HCl
- Nêu định luật và lấy ví dụ
- Định luật Avôgadro, viết biểu
thức?
+ đktc: V= 22,4.n
- Phương trình trạng thái khí lí
tưởng
Hoạt động: PP xác định khối
lượng mol phân tử dựa vào tỉ
khối hơi
- Đưa ra công thức tính khối
lượng riêng
VD: Tìm khối lượng riêng của
khí F2 ở 1atm và 250C
BT: Một lượng hơi của chất X
nặng hơn lượng khí N2 ( cùng đk)
gấp 2 lần Hãy xác định:
- Tính KLPT của M
- Khối lượng riêng của X tại 1
atm, 250C Biết N= 14
- Phản ứng hoá học: số đương lượng các chất bằng nhau VD: Phản ứng: HCl + NaOH →NaCl + H2O
Có V1 lít dung dịch HCl C1 phản ứng vừa đủ với V2 lít dd NaOH C2 ( C1, C2 : nồng độ đương lượng)
Có : V1.C1= V2.C2
III Định luật thành phần không đổi
- Một hợp chất hóa học dù được điều chế bằng cách nào cũng đều có thành phần không đổi
VD: Nước có tỉ lệ nguyên tử H : O là 2:1, mặc dù nước có thể tạo ra theo nhiều cách
2H2 + O2 →2H2O 2NaOH + H2SO4 →Na2SO4 + H2O
IV Định luật tỉ lệ bội
- Nếu hai nguyên tố hoá học tạo với nhau một số hợp chất thì các lượng của một nguyên tố (mà lượng đó) kết hợp với cùng một lượng nguyên tố kia tỉ lệ với nhau như các số nguyên
V Định luật Avôgađro Thể tích mol phân tử chất khí
- Ở nhiệt độ giống nhau, áp suất giống nhau, những thể tích bằng nhau của các chất khí bằng nhau đều chứa số lượng phân
tử như nhau
- Ở cùng nhiệt độ và áp suất, thể tích như nhau của mọi chất khí chứa cùng một số mol khí
- Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) t =00C, P =1atm, 1 mol bất kì chất khí đều chiếm thể tích 22,4 dm3 (22,4 lít )
- Phương trình trạng thái khí lí tưởng: PV=nRT Khí lí tưởng; khí mà kích thước mỗi phân tử được bỏ qua
Bài 3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG MOL PHÂN TỬ CỦA CHẤT KHÍ
HAY CHẤT LỎNG DỄ BAY HƠI
I Dựa vào tỉ khối hơi
1 Khối lượng riêng
- Khối lượng riêng của một đơn vị thể tích tại nhiệt độ xác định, áp suất xác định, được gọi là khối lượng riêng của khí đó
D = m/V Nếu xét 1 mol khí ở đktc, ta có: D = M/22,4
2 Tỉ khối hơi
- Tỉ khối hơi của khí A so với khí B là tỉ số khối lượng riêng của khí A so với khí B
dA/B = DA/DB = MA/MB
II Dựa vào phương trình trạng thái khí lí tưởng
PV= nRT mà n = m/M => M = nRT/PV
III Theo thể tích mol
M = 22,4.a
a = m/V0
Áp dụng PV/T= const
Trang 6Hoạt động: PP Đuylong- Poti
- Dựa vào giáo trình cho biết nội
dung của phương pháp này?
- Phạm vi áp dụng của pp này?
Hoạt động: PP Canirazo
- Cơ sở lí luận của pp này?
- Phạm vi ứng dụng của pp này?
Hoạt động: PP điện phân
- Thế nào là sự điện phân?
- Dùng phương pháp điện phân
xác định khối lượng nguyên tử
của chất như thế nào?
Ngoài ra còn một số phương
pháp thường dùng để xác định
khối lượng phân tử chất như: sự
tăng nhiệt độ sôi, giảm nhiệt độ
nóng chảy
Hoạt động: Công thức hoá học
- GV: công thức hoá học?
- ý nghĩa của công thức hoá học?
Bài 4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ
I Phương pháp Đuylong- Poti
- Nhiệt dung nguyên tử của đơn chất rắn- là tích số giữa nhiệt dung riêng với khối lượng mol nguyên tử – gần bằng 26,0J/mol
- Nhiệt dung riêng là nhiệt cần cung cấp để nâng nhiệt độ 1 gam chất rắn tăng thêm một độ
- Phương pháp này áp dụng cho các kim loại, các đơn chất khó bay hơi áp dụng cho các kim loại có khối lượng mol nguyên tử từ 30 trở lên
II Phương pháp Canirazo
- Lấy một số hợp chất cần khảo sát, xác định khối lượng phân
tử của các hợp chất đó, phân tích hoá học để xác định số đơn
vị khối lượng của nguyên tố khảo sát có trong từng phân tử Trị số nhỏ nhất trong các trị số khối lượng của nguyên tố khảo sát trong các hợp chất trên sẽ là khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó
- Cơ sở lí luận:
+ Trong một phân tử của hợp chất, một nguyên tố ít nhất phải
có một nguyên tử của nguyên tố khảo sát + Nếu lấy nhiều hợp chất khác nhau của nó sẽ có nhiều khả năng được một hợp chất mà phân tử chỉ chứa một nguyên tử của nguyên tố
III Phương pháp điện phân
Dùng dòng điện một chiều có thể làm cho các phản ứng oxi hoá - khử không có khả năng tự diễn biến xảy ra được Trong trường hợp này kim loại cần xác định khối lượng nguyên tử được dùng là điện cực anot trong quá trình điện phân
IV Phương pháp phổ ( khối lượng)
Cấu tạo gồm 3 phần:
+ Bộ phận nguồn + Ống cong có áp suất khí thấp, từ trường B + Bộ phận có kính ảnh thu vị trí
Bài 5: CÔNG THỨC VÀ PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC
I Công thức hoá học
1 Công thức
- Công thức hoá học dùng để biểu diễn chất, bao gồm kí hiệu hoá học và chỉ số kèm theo các kí hiệu đó
- Ý nghĩa:
Cho biết chất đó gồm những nguyên tố nào, đơn chất hay hợp chất (ý nghĩa định tính)
Cho biết phân tử đó gồm bao nhiêu nguyên tử của mỗi nguyên tố, từ đó tính ra khối lượng phân tử ( ý nghĩa định
Trang 7- Có mấy loại công thức hoá
học?
+ Công thức đơn giản nhất
+ Công thức thực nghiệm
+ Công thức phân tử
+ Công thức cấu tạo…
? Lập công thức phân tử
- Là trả lời câu hỏi: cho biết
công thức đó gồm những nguyên
tố nào? Mỗi nguyên tố đó gồm
bao nhiêu nguyên tử
VD: Tính % Na trong công thức
Na2SO4
- Tìm công thức CuSO4 xH2O
biết rằng Cu chiếm 25,6 % về
khối lượng
Hoạt động: Phương trình hoá
học
- Khái niệm phản ứng hoá học ?
- Các cách phân loại phản ứng
hoá học ?
? Phương trình hoá học là gì
- Các cách lập phương trình hoá
học
+ Xét chỉ số lẻ lớn nhất của từng
nguyên tố
+ Phương pháp đại số
+ Phương pháp thăng bằng e
+ Phương pháp thăng bằng e- ion
- Nêu cách tiến hành cụ thể của
lượng )
- Phân loại:
+ Công thức đơn giản nhất: Cho biết tỉ lệ giữa các số nguyên
tử tạo nên chất + Công thức thực nghiệm:
+ Công thức phân tử đúng: cho biết số nguyên tử của các nguyên tố
+ Công thức cấu tạo: đồng phân cấu tạo, hình học, không gian
2 Lập công thức
- Lập công thức hoá học của chất có 2 nguyên tố khi biết hoá trị của 2 nguyên tố
+ Tìm bội số chung nhỏ nhất + Tìm chỉ số cho mỗi nguyên tố = BSCNN/hoá trị
- Lập công thức hoá học dựa vào tỉ lệ %
- Lập công thức hoá học trực tiếp từ sản phẩm đốt cháy
3 Tính theo công thức hoá học
- Thường phải xét đến khi giải bài tập hoá học Một số trường hợp:
+ Tìm thành phần phần % về khối lượng các nguyên tố + Tìm công thức của chất dựa vào thành phần % các nguyên tố
+ Tính toán khối lượng
II Phương trình hoá học
1 Phản ứng hoá học
- Phản ứng hoá học là quá trình biến đổi chất này thành chất khác
- Phân loại phản ứng hoá học + Dựa theo sự tác dụng chất đầu: phản ứng hoá hợp, phân tích, thế, trao đổi
+ Dựa theo số oxi hoá: phản ứng oxi hoá khử và không ôxi hoá khử
+ Dựa theo nhiệt phản ứng: thu nhiệt, phản ứng toả nhiệt + Dựa theo cơ chế phản ứng: phản ứng đơn giản, phản ứng phức tạp (song song, nối tiếp, thuận nghịch)
2 Phương trình hoá học
- Phản ứng hoá học được biểu diễn bằng phương trình hoá học
- Phương trình hoá học bao gồm:
+ Kí hiệu công thức hoá học chất tham gia, tạo thành + Hệ số viết trước mỗi công thức hoá học
+ Điều kiện xảy ra nếu có
3 Lập phương trình
- Các bước lập phương trình hoá học:
+ Viết sơ đồ phản ứng + Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố + Viết phương trình hoá học
- Cân bằng phương trình hoá bằng các phương pháp:
+ Xét chỉ số lẻ lớn nhất của từng nguyên tố
- Tìm bội số chung nhỏ nhất (BSCNN) của hai chỉ số nguyên tố
Trang 8mỗi phương pháp?
VD: Lập phương trình hoá học
sau bằng 4 phương pháp
Al + H2SO4 -> Al2(SO4)3 + SO2
+ H2O
BT: Hoà tan 3,2 g Fe2O3 trong
dung dịch HNO3 Hãy tính:
- Lượng muối được tạo thành
- Lượng HNO3 nguyên chất đã
lấy, biết phải dùng dư 2% HNO3
so với lượng vừa đủ phản ứng
- Tìm hệ số của chất tương ứng:
Hệ số = BSCNN/ chỉ số
- Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng hay bảo toàn vật chất, tìm hệ số cho các chất còn lại
+ Phương pháp đại số
- Gán cho mỗi chất một ẩn số
- Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng hay bảo toàn vật chất, tìm hệ số cho các chất còn lại
- Giải các phương trình đại số
+ Phương pháp thăng bằng electron
- Xác định nguyên tố có sự thay đổi số oxi hoá
- Viết các quá trình oxi hoá- khử và cân bằng
- Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho = tổng số e nhận
- Đặt hệ số vào phương trình
+ Phương pháp thăng bằng e- ion
- Xác định các chất oxi hoá, khử
- Viết các nửa phản ứng oxi hoá- khử
- Cân bằng các nửa phản ứng này về số nguyên tử và điện tích
- Tổ hợp các nửa phản ứng đã cân bằng để thu được phản ứng toàn bộ
4 Tính theo phương trình
a Các cơ sở
- Dựa vào tương quan tỉ lệ giữa lượng các chất trong phương trình hoá học đó
- Dựa vào phương trình hoá học đã viết đúng
b Phân loại bài toán theo phương trình hoá học
+ Tính toán trực tiếp giữa 2 chất theo phương trình + Tính toán liên hệ qua chất khác
+ Chất dư, thiếu
V Rút kinh nghiệm giờ dạy: