Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt MỤC LỤC CHUYÊN ĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI .4 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 13 CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ 16 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 16 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 18 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 24 CHUYÊN ĐỀ 3: CẤU TRÚC MẠNG TINH THỂ 26 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 26 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 27 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 32 CHUYÊN ĐỀ 4: HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC Q TRÌNH HĨA HỌC 34 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 34 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 36 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 42 CHUYÊN ĐỀ 5: PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ VÀ CÁC Q TRÌNH ĐIỆN HĨA 46 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 46 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 48 2.1 Phản ứng oxi hóa – khử 48 2.2 Các q trình điện hóa 50 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 62 CHUYÊN ĐỀ 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC 65 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 65 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 67 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 77 CHUYÊN ĐỀ 7: pH CỦA CÁC DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI 82 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 82 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 86 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 99 CHUYÊN ĐỀ 8: ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA 101 I LÝ THUYẾT CƠ BẢN 101 II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI 102 III BÀI TẬP TỰ LUYỆN 113 CHUYÊN ĐỀ 9: PHI KIM 116 I GIẢI THÍCH HIỆN TƯỢNG, VIẾT PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC 116 II CHUỔI PHẢN ỨNG HÓA HỌC 125 III NHẬN BIẾT, TÁCH CHẤT 125 IV BÀI TẬP NHÓM HALOGEN 125 V BÀI TẬP NHÓM OXI 125 VI BÀI TẬP NHÓM NITƠ 126 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -1- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC CHUN ĐỀ CHUYÊN ĐỀ 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Thành phần cấu tạo nguyên tử Bảng 1.1 Khối lượng điện tích proton, nơtron electron nguyên tử Tên Kí hiệu Eletron Proton Nơtron e p n Khối lượng nghỉ kg 9,1.10-31 1,673.10-27 1,675.10-27 Điện tích u 5,5.10-4 1 -1,6.10-19C (1-) +1,6.10-19C (1+) * Trong nguyên tử: Z = số p = số e * Số khối hạt nhân (A): tổng số proton (Z) nơtron (N) có hạt nhân: A = Z + N X: kí hiệu nguyên tố hóa học * Kí hiệu ngun tử: AZ X với Z: số hiệu nguyên tử; A = Z + N * Thông thường, với 82 nguyên tố đầu hệ thống tuần hoàn (Z ≤ 82) N 1,524 Z Nguyên tử khối, nguyên tử khối trung bình - Nguyên tử khối nguyên tử khối lượng nguyên tử nặng gấp lần đơn vị khối lượng nguyên t khối lượng nguyên tử 12 C 1,6.1027 kg - Đơn vị khối lượng nguyên tử: u 1u = 12 - Do nguyên tố tự nhiên hỗn hợp nhiều đồng vị Vì nguyên tử khối nguyên tố bảng tuần hồn ngun tử khối trug bình đồng vị Cơng thức tính sau: aX + bY + cZ - X, Y, Z số khối (nguyên tử khối) đồng vị A= 100 - a, b, c % tương ứng đồng vị tù nhiªn Giá trị bốn số lượng tử a Số lượng tử n Mỗi lớp electron đặc trưng giá trị số lượng tử n Số lượng tử n số nguyên dương: n Kí hiệu lớp electron K L M N O P Q b Số lượng tử phụ l - Mỗi lớp electron từ n = trở lên lại chia số phân lớp Mỗi giái trị l ứng với phân lớp Số phân lớp lớp giá trị n lớp - Giá trị số lượng tử phụ số nguyên dương từ đến n – 1: l Kí hiệu phân lớp electron s p d f g n–1 c Số lượng tử từ ml - Ứng với giá trị l có 2l + giá trị ml Đó số nguyên âm dương từ -l đến +l, kể số Ví dụ: + Khi l = (AO s) có giá trị ml = ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -2- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt - Năng lượng ion hóa thứ (I1) nguyên tử lượng tối thiểu cần để tách electron thứ khỏi nguyên tử trạng thái - Sự biến đổi lượng ion hóa thứ ngun tố nhóm A: Khi điện tích hạt nhân tăng: + Trong chu kỳ lượng ion hóa tăng + Trong nhóm, lượng ion hóa giảm c Độ âm điện - Độ âm điện nguyên tử đại lượng đặc trưng cho khả hút electron nguyên tử tạo thành liên kết hóa học - Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân: + Trong chu kỳ, độ âm điện tăng + Trong nhóm, độ âm điện giảm d Tính kim loại, tính phi kim - Tính kim loại tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ electron để trở thành ion dương Ngun tử dễ electron tính kim loại nguyên tố mạnh - Tính phi kim tính chất nguyên tố mà nguyên tử dễ thu electron để trở thành ion âm Ngun tử dễ thu electron tính phi kim nguyên tố mạnh - Quy luật biến đổi tính kim loại, tính phi kim + Trong chu kỳ, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại giảm, tính phi kim tăng dần + Trong nhóm A, điện tích hạt nhân tăng: Tính kim loại tăng, tính phi kim giảm dần II BÀI TẬP CĨ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2014): Cho X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần tổng số đơn vị điện tích hạt nhân 90 a) Xác định nguyên tố b) So sánh bán kính ion: X2-, Y-, A+, B2+ Giải thích ngắn gọn Giải: a) Vì X, Y, R, A, B nguyên tố liên tiếp bảng hệ thống tuần hồn có số đơn vị điện tích hạt nhân tăng dần nên ta có: ZY = ZX + 1; ZR = ZX + 2; ZA = ZX + 3; ZB = ZX + Theo ta có: ZX + ZY + ZR + ZA + ZB = 90 ZX + (ZX +1) + (ZX + 2) + (ZX + 3) + (ZX + 4) = 90 ZX = 16 X S Vậy nguyên tố X, Y, R, A, B là: S, Cl, Ar, K, Ca b) Các ion: X2-, Y-, A+, B2+ có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p6, nên số đơn vị điện tích hạt nhân tăng bán kính giảm Vậy bán kính ion giảm dần theo thứ tự: X2- > Y- > A+ > B2+ Câu (HSG NGHỆ AN lớp 11 - 2016): Ngun tử X có cấu hình electron lớp ngồi 3sx, ngun tử Y có cấu hình electron lớp 4s24py Tổng số electron lớp nguyên tử Viết cấu hình electron ngun tử X, Y Từ đó, xác định vị trí X, Y bảng HTTH Giải: Theo giả thiết: x + + y = x + y =7 Trường hợp 1: x = y = CHe X: 1s22s22p63s1 X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIA Trường hợp 2: x = y = CHe X: 1s22s22p63s2 X: thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA CHe Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p5 Y: thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIA Câu (HSG HẢI PHỊNG lớp 11 - 2016): Chất X tạo từ nguyên tố A, B, C có cơng thức phân tử ABC Tổng số hạt phân tử X 82, số hạt mạng điện nhiều số hạt không mạng ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -4- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt điện 22 Hiệu số khối B C gấp 10 lần số khối A Tổng số khối B C gấp 27 lần số khối A Xác định công thức phân tử X Giải: Gọi số proton, notron A, B, C ZA, ZB, ZC, NA,NB, NC Theo kiện đề ta có hệ phương trình sau: 2(ZA + ZB + ZC) + (NA + NB + NC) = 82 2(ZA + ZB + ZC) - (NA + NB + NC) = 22 (ZB + NB) - (ZC + NC) = 10(ZA + NA) (ZB + NB) + (ZC + NC) = 27(ZA + NA) Giải hệ phương trình ta được: ZA + NA = 2; ZB + NB = 37; ZC + NC = 17 Vậy: A H, B Cl, C O Công thức X HClO Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 - 2015): Ở trạng thái bản, nguyên tử nguyên tố R có tổng số electron phân lớp s Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố R trạng thái xác định nguyên tố R Hợp chất X tạo thành từ 10 nguyên tử nguyên tố hóa học (ba nguyên tố thuộc chu kỳ) Biết X: - Tổng số hạt mang điện 84 - Tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố có số hiệu lớn nhiều tổng số hạt proton nguyên tử nguyên tố lại hạt - Số nguyên tử nguyên tố có số hiệu nhỏ tổng số nguyên tử nguyên tố cịn lại Xác định cơng thức hợp chất X Giải: Trong vỏ nguyên tử nguyên tố R, electron phân bố vào phân lớp s theo thứ tự là: 1s 2; 2s2; 3s2; 4s1 Các cấu hình electron thỏa mãn là: 1s22s22p63s23p64s1 Z = 19, R K (Kali) 1s22s22p63s23p63d54s1 Z = 24, R Cr (Crom) 1s22s22p63s23p63d104s1 Z = 29, R Cu (đồng) Gọi công thức X: AaBbCcDd Theo ta có: aZA + bZB + cZC + dZD = 42 (I) a + b + c + d = 10 (II) Giả sử: ZA < ZB < ZC < ZD a = b + c + d (III) Lại có: dZD = aZA + bZB + cZC + (IV) Từ (II), (III) a = 5; từ (I), (IV) dZD = 24 5ZA + bZB + cZC = 18 ZA < (18/7) = 2,57 ZA = (H); ZA = (He: loại) Vì A hiđro chu kì B, C, D thuộc chu kì b = c = ZB + ZC = 13 Mà dZD = 24 d = ZD = (O) ZB = (cacbon); ZC = (N) Công thức X: H5CNO3 hay NH4HCO3 Câu (HSG THANH HÓA lớp 12 (dự bị) - 2015): Hợp chất Z tạo nguyên tố M, R có cơng thức MaRb R chiếm 6,667% khối lượng Trong hạt nhân nguyên tử M có n = p + 4, hạt nhân nguyên tử R có n’ = p’(n, p, n’, p’ số nơtron proton tương ứng M R) Biết tổng số hạt proton phân tử Z 84 a + b = Tìm cơng thức phân tử Z Giải: Số khối nguyên tử M: p + n = 2p + 4; số khối nguyên tử R: p’ + n’ = 2p’ 2p 'b 6,667 p 'b % khối lượng R MaRb = (1) a(2p 4) 2p 'b 100 15 ap p 'b 2a 15 Tổng số hạt proton MaRb = ap + bp’ = 84 (2); a + b = (3) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -5- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Câu 25 (30/04/2011 lớp 10 – Lê Q Đơn Bình Định): Hợp chất A tạo thành từ ion có cấu hình electron lớp 3s23p6 Trong phân tử A có tổng số hạt 164 Biết A tác dụng với nguyên tố đơn chất đã có thành phần A theo tỉ lệ 1: tạo thành chất B Xác định công thức phân tử A viết công thức Lewis A B Giải: 2 Cấu hình electron đầy đủ ion: 1s 2s 2p 3s 3p6 ion có 18e Giả sử phân tử A có x ion, phân tử trung hịa điện nên: ∑p = ∑e = 18x Gọi Z, N số proton số notron có phân tử A, ta có: ∑p +∑e + ∑n = 164 36x + N = 164 N = 164 – 36x Mặt khác: Z N 1,5Z 18x 164 – 36x 1,5*18x x = Do Z = 54; N = 56 Trường hợp 1: A gồm ion M+ ion X2- CTPT A là: M2X Ta có: ZX = (54/3) - = 16 X S ZM = (54/3) + = 19 M K Vậy CTPT A K2S Trường hợp 2: A gồm ion M2+ ion X- tức cơng thức A là: MX2 Ta có: ZX = (54/3) - = 17 X Cl ZM = (54/3) + = 20 M Ca Vậy CTPT A CaCl2 Vì A tác dụng với nguyên tố có A nên A K2S B K2S2 CTPT công thức Lewis A B là: K-S-K; K+[ :S: ]2-K+ K-S-S-K; K+[ :S: S: ]2-K+ Câu 26 (30/04/2017 lớp 10 – Sào Nam): Nguyên tử nguyên tố X, Y, Z có electron cuối ứng với bốn số lượng tử sau: Nguyên tố X Y Z n 2 l 1 ml -1 +1 -1 ms -1/2 +1/2 -1/2 a) Xác định X, Y, Z b) So sánh lượng ion hóa thứ I1 X, Y, Z Giải thích ? c) Tại phân tử YZ2 kết hợp với cịn XZ2 khơng? Giải: a) Xác định cấu hình electron phân lớp cùng: X: 3p4 X S Y: 2p3 Y N Z: 2p4 Z O b) - Năng lượng ion hóa thứ O > S nhóm từ O đến S lượng ion hóa thứ giảm dần - Oxi nitơ chu kì, cấu hình electron phân lớp N 2p3 trạng thái bán bão hòa bền O: 2p4 Mặt khác lực đẩy cặp electron obitan oxi làm cho electron dễ bị tách khỏi nguyên tử nitơ Vậy nên I1: N > O > S c) Hai phân tử NO2 kết hợp với thành phân tử N2O4 SO2 khơng vì: + Ở SO2 S có đủ electron lớp ngồi + Ở NO2 N có electron lớp ngồi cùng, dễ dàng kết hợp với phân tử khác tạo N2O4 Câu 27 (30/04/2017 lớp 10 – Sào Nam): Một hợp chất (A) cấu tạo từ cation M2 anion X Trong phân tử MX2 có tổng số proton, nơtron, electron 186 hạt, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 54 hạt Số khối M2+ lớn số khối X 21 Tổng số hạt cation M2+ nhiều tổng số hạt anion X 27 a) Xác định số proton, nơtron tên nguyên tố M X b) Viết cấu hình electron M, X, M2 , X ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -12- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt c) Xác định vị trí M X bảng tuần hoàn Giải: a) - 2zM + nM + 4z X + 2n X = 186 2z M + 4z X + n M + 2n X = 186 (1) - 2zM + 4z X - nM - 2n X = 54 (2) - zM + nM - zX - nX = 21 zM - zX + nM - nX = 21 (3) - 2zM + nM - - (2z X + n X + 1) = 27 2z M - 2z X + nM - nX = 30 (4) Giải hệ (1) – (4): zM = 26; z X = 17 M Fe; X Cl Fe (Z=26): 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe2+ (Z=26): 1s22s22p63s23p63d6 Cl (Z=17): 1s22s22p63s23p5 Cl- (Z=17): 1s22s22p63s23p6 c) Fe: Chu kỳ nhóm VIIIB; Cl: chu kỳ nhóm VIIA III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 28 (30/04/2015 lớp 10 – Nguyễn Tất Thành KonTum): Hợp chất XY3 KYO3 dùng rộng rãi túi khí bảo hiểm lắp đặt tô Tổng số hạt p, n e XY3 97, số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 31 Phân tử khối XY nhỏ phân tử khối KYO3 36 Tổng số hạt mang điện nguyên tử X tổng số electron anion Y3 b) Cho số khối K 39, O 16 a) Xác định tên nguyên tố số khối X, Y b) Các phản ứng túi khí bảo hiểm xảy theo sơ đồ sau: 1) XY3 X + Y2 2) X + KYO3 X2O + K2O + Y2 3) X2O + K2O + SiO2 “thủy tinh” Hãy tính khối lượng XY3 tối thiểu cần để tạo khí Y2 nạp đầy túi khí an tồn tích 17 lít 250C, áp suất 1,25 atm Câu 29 (30/04/2015 lớp 10 – Lý Tự Trọng Cần Thơ): Hợp chất M tạo anion Y cation Z+ Tỉ lệ khối lượng Y Z+ 31: E nguyên tố có Y Z+, tổng số ba loại hạt E 21, tỉ lệ hạt không mang điện mang điện nguyên tử E 1: Biết in Y nguyên tử nguyên tố tạo nên, có nguyên tố chiếm 77,42% khối lượng Trong ion Z+ có nguyên tử nguyên tố tạo nên Xác định công thức phân tử M Câu 30 (30/04/2015 lớp 10 – Lê Quý Đôn Ninh Thuận): Nguyên tố R chu kỳ bảng tuần hồn ngun tố hóa học Trong ion phổ biến sinh từ nguyên tử R có đặc điểm sau: - Số e phân lớp p gấp đôi số e phân lớp s - Số e lớp số e phân lớp p a) Xác định R, viết cấu hình e nguyên tử R b) Xác định vị trí R bảng tuần hoàn Câu 31 (30/04/2015 lớp 10 – Lê Q Đơn Bình Thuận): X Y hai phi kim Trong nguyên tử X, Y có số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 14 16 Hợp chất A có cơng thức XYn có đặc điểm: X chiếm 15,0486% khối lượng Tổng số proton 100 Tổng số nơtron 106 a) Xác định số khối tên nguyên tố X, Y b) Biết X, Y tạo với hai hợp chất A B Viết trúc hình học cho biết trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm A B Câu 32 (30/04/2015 lớp 10 – Hoàng Lê Kha Tây Ninh): Phân tử A tạo hai nguyên tố X, Y; phân tử A có nguyên tử Tổng số proton có phân tử A 110 Nguyên tử X có số hạt mang điện nhiều số hạt mang điện nguyên tử Y 36 hạt Xác định công thức phân tử A ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -13- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt LIÊN KẾT HĨA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC – CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Một số kiểu lai hóa * Lai hóa sp Một AO ns lai hóa với AO np, tạo thành hai AO lai hóa sp giống hệt nằm thẳng hàng với nhau, tạo thành góc hai AO lai hóa 1800 Hình 3.1 Lai hóa sp sp2 * Lai hóa Một AO ns lai hóa với hai AO np, tạo thành ba AO lai hóa sp2 giống hệt Ba AO hướng tới ba đỉnh tam giác đều, tạo thành góc AO lai hóa 1200 Hình 3.2 Lai hóa sp2 sp3 * Lai hóa Một AO ns lai hóa với ba AO np, tạo thành bốn AO lai hóa sp3 giống hệt Bốn AO hướng tới bốn đỉnh hình bốn mặt đều, tạo thành góc AO lai hóa 109028’ Hình 3.3 Lai hóa sp3 * Lai hóa sp3d Một AO ns lai hóa với ba AO np AO nd, tạo thành năm AO lai hóa sp 3d giống hệt Năm AO hướng tới năm đỉnh hình chóp đơi tam giác, tạo thành góc α = 1200 góc β = 900 Hình 3.4 Lai hóa sp3d ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -16- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt - Nguyên tử trung tâm A có độ âm điện nhỏ, cặp elctron liên kết xa hạt nhân hơn, làm lực đẩy cặp electron giảm, góc liên kết giảm Ví dụ: H2O; H2S; H2Se H2Te (m + n = 4) Góc liên kết giảm theo thứ tự: HOH (104,50) > HSH (920) > HseH (910) > HteH (900) - Liên kết bội có lực đẩy mạnh liên kết đơn, nên làm biến dạng đơi chút góc liên kết Ví dụ: F2C=O (CH3)2C=CH2 (m + n = 3) Góc liên kết F2C=O: FCF = 1080; OCF = 1260; góc liên kết (CH3)2C=CH2: CH3CCH3 = 115,60; CCCH3 = 122,20 - Trong phân tử AX4E1; AX3E2 AX2E3 với m + n = 5, cặp electron E chiếm vị trí xích đạo - Trong phân tử AX4E2 với m + n = 6, cặp electrong E chiếm vị trí trans Bảng 3.1 Cấu trúc số phân tử ion theo thuyết Gillespie Trạng thái lai hóa sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 m+n Công thức VSEPR AX2E0 AX3E0 AX2E1 AX4E0 AX3E1 AX2E2 AX5E0 AX4E1 AX3E2 AX2E3 AX6E0 AX5E1 AX4E2 Sơ đồ đa diện 3.6ª 3.6b 3.6c 3.6d 3.6e 3.6g 3.6h 3.6i 3.6k 3.6l 3.6m 3.6n 3.6º Cấu trúc phân tử AXm Thẳng Tam giác Gấp khúc Bốn mặt Chóp tam giác Gấp khúc Chóp đơi tam giác Bốn mặt lệch Dạng T Thẳng Tám mặt Chóp vng Vơng Ví dụ BeCl2; CO2 BH3; SO3 SO2; NO2 CH4; POCl3 NH3; SOBr2 OF2; H2O PCl5; SOF4 TeCl4; IOF3 BrF3 XeF2 SF6; IF5O BrF5; XeF4O XeF4 II BÀI TẬP CĨ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2018): Hãy cho biết trạng thái lai hố ngun tử trung tâm dạng hình học phân tử ion sau đây: BeH2, BF3, NF3, SiF62 , NO2 , I 3 Giải: BeH2: Be lai hóa sp, phân tử có dạng thẳng BCl3: B lai hóa sp2, phân tử có dạng tam giác đều, phẳng NF3: N lai hóa sp2, phân tử có dạng hình chóp đáy tam giác với N nằm đỉnh chóp SiF62 : Si lai hóa sp3d2, Ion có dạng bát diện NO2 : N lai hóa sp, Ion có dạng đường thẳng I 3 : lai hố I dsp3, liên kết I−I ưu tiên nằm dọc theo trục thẳng đứng, Ion có dạng đường thẳng Câu (HSG QUẢNG BÌNH lớp 11 - 2015): Oleum hỗn hợp tạo cho SO3 tan H2SO4 tinh khiết Trong hỗn hợp có axit dạng polisunfuric có cơng thức tổng qt H2SO4.nSO3 hay H2Sn+1O3n+4 chủ yếu chứa axit sau: axit sunfuric H2SO4, axit đisunfuric H2S2O7, axit trisunfuric H2S3O10 axit tetrasunfuric H2S4O13 Cho biết công thức cấu tạo axit Cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử sau đây: NCl3, ClF3, BrF5, XeF4 Giải: ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -18- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt 14x + y = 32 x = 2, y = chất A N2H4 (hiđrazin) Công thức cấu tạo N2H4: Trong N2H4, hai nguyên tử N trạng thái lai hóa sp3 b) Tính bazơ NH3 lớn N2H4 phân tử N2H4 coi sản phẩm nguyên tử H NH3 nhóm NH2, nguyên tử N có độ âm điện lớn, nhóm NH2 hút electron làm giảm mật độ electron nguyên tử nitơ N2H4 so với NH3 tính bazơ N2H4 yếu NH3 Câu (HSG HÀ TĨNH lớp 10 - 2019): So sánh giải thích ngắn gọn trường hợp sau: a) Năng lượng liên kết N-F B-F hợp chất NF3 BF3 b) Nhiệt độ sôi NF3 NH3 c) Mô men lưỡng cực NF3 NH3 d) Nhiệt độ nóng chảy AlCl3 AlF3 Giải: a) Năng lượng liên kết N – F < B – F phân tử NH3 có chứa nguyên tử N lai hóa sp3 liên kết N – F liên kết đơn tạo xen phủ obitan sp3 N obitan p F; phân tử BF3 có chứa nguyên tử B lai hóa sp2 liên kết B – F xen phủ obitan sp2 B obitan p F có xen phủ obitan p tự B obitan p F bền liên kết N – F b) Nhiệt độ sôi NH3 > NF3 phân tử NH3 có liên kết hidro cịn phân tử NF3 khơng có liên kết hidro c) Mô men lưỡng cực NH3 > NF3 chiều véc tơ momen liên kết phân tử NH3 chiều với cặp electron tự N, cịn phân tử NF3 chiều momen liên kết ngược chiều với cặp electron tự N d) Nhiệt độ nóng chảy AlF3 > AlCl3 hợp chất AlF3 hợp chất ion, tồn dạng tinh thể rắn hợp chất AlCl3 hợp chất cộng hóa trị, lực liên kết phân tử yếu Câu (HSG HÀ TĨNH lớp 10 - 2014): Em hãy giải thích nội dung sau: a) Phân tử CO2 không phân cực, phân tử SO2 lại phân cực b) Phân tử NO2 nhị hợp tạo thành phân tử N2O4, phân tử SO2 khơng có khả nhị hợp c) Tinh thể sắt có tính dẫn điện, cịn tinh thể kim cương lại không dẫn điện d) Các phân tử HF có khả polime hóa thành (HF)n , phân tử HCl khơng có khả polime hóa Giải: a) CO2: O=C=O; SO2: * Phân tử CO2 có nguyên tử trung tâm (nguyên tử cacbon) lai hóa sp nên phân tử dạng đường thẳng nguyên tử O đầu nên phân tử không phân cực * Trong phân tử SO2 có nguyên tử trung tâm (nguyên tử lưu huỳnh) lai hóa sp2 nên phân tử có dạng góc Mặt khác liên kết S với O liên kết phân cực nên phân tử phân cực b) * Phân tử NO2 có nguyên tử trung tâm lai hóa sp2 (nguyên tử nitơ) nên phân tử có dạng góc Mặt khác nguyên tử N phân tử NO2 có electron độc thân obitan lai hóa nên phân tử NO2 dễ nhị hợp tạo thành phân tử N2O4 * Phân tử SO2 đã mơ tả khơng có obitan tương tự để phân tử SO2 nhị hợp c) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -20- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng F Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt N F F S F F F F F Lai hóa sp3 Tháp đáy tam giác Có cực lưỡng cực liên kết khơng triệt tiêu Lai hóa sp3d Hình chữ T Có cực lưỡng cực liên kết khơng triệt tiêu F Lai hóa sp2 Tam giác phẳng Khơng cực momen lưỡng cực liên kết bị triệt tiêu I Câu 10 (30/04/2006 lớp 10 – Lê Q Đơn Khánh Hịa): Cho biết trạng thái lai hoá nguyên tử trung tâm dạng hình học phân tử sau: H2O; H2S; H2Se; H2Te - Hãy xếp theo chiều tăng dần độ lớn góc liên kết giải thích xếp - Tại điều kiện thường H2O thể lỏng,cịn H2S, H2Se, H2Te thể khí? - Hãy xếp theo chiều tăng dần tính khử chất Giải thích? Giải: - Trong phân tử H2O; H2S; H2Se; H2Te; O, S, Se, Te (R) trạng thái lai tạo sp3, phân tử có cấu tạo dạng góc: - Vì độ âm điện O lớn nên cặp e liên kết bị hút phía O mạnh khoảng cách cặp e liên kết phân tử H2O nhỏ nên lực đẩy tĩnh điện mạnh góc liên kết lớn Thứ tự tăng dần góc liên kết là: H2Te; H2Se; H2S; H2O - Ở điều kiện thường nước thể lỏng phân tử nước có khả tạo liên kết H liên phân tử - Trong phân tử H2R, R có số oxi hố -2, nhiên từ O đến Te bán kính R lại tăng lên khả cho e tăng từ O đến Te, tức tính khử tăng theo thứ tự H2O; H2S; H2Se; H2Te Câu 11 (30/04/2007 lớp 10 – Kiên Giang): Có phân tử XH3 a) Hãy cho biết cấu hình hình học phân tử PH3 AsH3 b) So sánh góc liên kết HXH hai phân tử giải thích? c) Những phân tử sau có moment lưỡng cực lớn 0? BF3, NH3, SiF4, SiHCl3, SF2, O3 Giải: 2 2 6 10 a) P: 1s 2s 2p 3s 3p ; As: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p P As có electron hóa trị đã có electron độc thân XH3 X H H H X trạng thái lai hóa sp3 b) XH3 hình tháp tam giác, góc HPH > góc AsH, độ âm điện ngun tử trung tâm P lớn so với As nên lực đẩy mạnh c) chất có cấu tạo bất đối xứng nên có moment lưỡng cực > Câu 12 (30/04/2017 lớp 10 – Nguyễn Trãi Quảng Nam): Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử nguyên tố trung tâm phân tử ion sau: NH 4 ; PCl5, XeF4 CO32 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -22- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng PCl 5(k ) b® PCl 3(k ) n d PCl5 /kk = Cl2(k ) n(1 - ) [] + n M PCl5 = 29 m PCl5 29n Sau phản ứng: d hh/kk = Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt n n = n(1 + ) (1) = d0 m hh =d 29n(1 + a) (2) Ta có (1) : (2): (d0 /d) = + = (d0 /d) - = (7,2 - 5)/5 = 0,44 b) Tính số cân KP Gọi P áp suất hệ cân bằng: P = atm ADCT: Pi = (ni / n)P PPCl3 = PCl2 = nP/[n(1 + )]; PPCl5 = n(1 - )P/[n(1 + )] K P = PPCl3 PCl2 PPCl5 2 = = 0,24 2 c) Tính hệ số phân li α áp suất P = 0,5 atm ' = KP = KP + P 0,24 = 0,57 0,24 + 0,5 Câu (30/04/2015 khối 10 – Đề thức): Hỗn hợp khí gồm mol N2 mol H2 gia nhiệt tới 3870C áp suất 10 atm Hỗn hợp cân chứa 3,85% NH3 số mol Xác định KC KP Giải: N2(k ) + 3H2(k ) 2NH3(k ) b® (mol) [] (mol) 1-x - 3x 2x Lúc cân số mol H2 = lần số mol N2 Vậy % số mol N2 lúc cân là: (100 – 3,85)/4 = 24,04%; %H2 = 72,11% Áp suất riêng phần chất là: PNH3 = 0,0385*10 = 0,385 atm; PH2 = 0,7211*10 = 7,211 atm PN2 = 0,2404*20 = 2,404 atm K p = PNH 3 H2 PN2 P =1,644.104 ; K c = K p (RT)n = 0,4815 Câu (HSG HÀ TĨNH 10 – 2012): Cho hỗn hợp khí A gồm H2 CO có số mol Người ta muốn điều chế H2 từ hỗn hợp A cách chuyển hóa CO theo phản ứng: CO2(k) + H2(k) CO(k) + H2 O(k) Hằng số cân KC phản ứng nhiệt độ thí nghiệm khơng đổi (t0C) Tỷ lệ số mol ban đầu CO H2O : n Gọi a % số mol CO bị chuyển hóa thành CO2 a) Hãy thiết lập biểu thức liên quan n, a KC b) Cho n = 3, tính thành phần % thể tích CO hỗn hợp khí cuối (ở trạng thái cân bằng) c) Muốn thành phần % số mol CO hỗn hợp khí cuối nhỏ 1% n phải có giá trị bao nhiêu? Giải: a) Xét cân bằng: CO 2(k ) + H2(k ) CO(k ) + H 2O (k ) b® n [] 1-a n-a a 1+a Tổng số mol sau phản ứng: (1 - a) + (n - a) + a + (1 + a) = n + = N ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -68- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Ở 450C Mhh = 66,8 gam/mol ; PP đường chéo n N2O4 = 0,4521; nNO2 = 0,5479 N 2O 4(k ) b® pø [] y 0,27395 y - 0,27395 2NO 2(k ) 0,5479 0,5479 y - 0,27395 = 0,4521 y = 0,72605 ' = 0,27395/0,72605 = 37,73% b) - Ở 350C: PNO2 = (0,425/1)*1 = 0,425; PN2O4 = (0,575/1)*1 = 0,575 K p = (0,425)2 /0,575 = 0,314 mol - Ở 450C: PNO2 = (0,5479/1)*1 = 0,5479; PN2O4 = (0,4521/1)*1 = 0,4521 K p = (0,5479)2 /0,4521 = 0,664 mol c) Độ phân hủy tăng, KP tăng nghĩa phản ứng diễn theo chiều thuận Khi tăng nhiệt độ phản ứng diễn theo chiều thuận, chiều thuận chiều thu nhiệt, chiều nghịch chiều tỏa nhiệt Câu 13 (30/04/2007 lớp 10 – TP.HCM): Dưới tác dụng nhiệt, PCl5 bị phân tích thành PCl3 Cl2 PCl3(k) + Cl2(k) theo phản ứng cân bằng: PCl5(k) Ở 2730C áp suất atm người ta nhận thấy hỗn hợp cân có khối lượng riêng 2,48 gam/L Tìm KC KP phản ứng trên? Giải: Gọi n PCl5 = x; n PCl3 = nCl2 = y có lít hỗn hợp lúc cân 2730C, atm Tổng số mol khí hỗn hợp (x + 2y) mol PV = (x + 2y)RT x + 2y = PV/(RT) = 1/(0,0821.546) = 0,02231 mol (1) Số mol PCl5 ban đầu (x + y) theo định luật bảo toàn khối lượng Khối lượng PCl5 ban đầu = khối lượng hỗn hợp sau phản ứng = 2,48 gam x + y = 2,48/208,5 = 0,0119 mol (2) Từ (1) (2) x = 0,00149; y = 0,01041 [PCl5] = x = 0,00149 mol/L; [PCl3] = [Cl2] = y = 0,01041 mol/L [PCl3 ][Cl ] Kc = = 0,728 K p = K c RT = 3,26 PCl5 Câu 14 (30/04 lớp 10 – Trần Quốc Tuấn Quảng Ngãi): Ở nhiệt độ T, phản ứng CO2 C (rắn) nóng đỏ, dư tạo thành CO có số cân KP 10 a) Xác định nồng độ phần mol khí hỗn hợp trạng thái cân bằng, biết áp suất chung hỗn hợp trạng thái cân atm b) Xác định áp suất riêng CO2 lúc cân c) Xác định áp suất chung hỗn hợp cho lúc cân CO2 chiếm 6% thể tích Giải: a) Xét cân bằng: 2CO (k ) CO 2(k ) + C (r) K p = 10 b® x [] x-a Pi (x - a)P/(x + a) ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) 2a n = x + a 2aP/(x + a) -73- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Kp (PCO )2 [2aP/(x + a)] 4a P 10 PCO2 [(x - a)P/(x + a)] (x a)(x a) 4a 10 a 2 x a P 10x 10 x = 0,62x 4P 10 4P 10 x a x 0,62x Nồng độ phần mol CO2 = 0,234 0,234 xa x 0,62x Nồng độ phần mol CO = 2a 1,24x 0,766 xa x 0,62x x-a P = 0,234*4 = 0,936 atm x+a c) Xác định áp suất chung hỗn hợp cho lúc cân CO2 chiếm 6% thể tích: VCO2 n CO2 n (0,94P) 10x 0,06 10 P 0,679atm 0,06 CO 0,94 K p 0,06P Vhh n hh n hh 0,94 Vậy để % thể tích CO2 cân 6% áp suất chung cân phải 0,679atm Câu 15 (30/04 lớp 11 – Chuyên Nguyễn Du Đăk Lăk): Ở 8200C cho Kp cân sau: b) Xác định áp suất riêng CO2 cân bằng: PCO2 = (1) CaCO3 CaO + Kp = 0,2 CO2 MgO + CO2 Kp = 0,4 Người ta đưa mol CaO; mol MgO mol CO2 vào xilanh tích lớn, ban đầu chân không giữ 8200C Nhờ pittong nén từ từ thể tích xilanh Xác định thể tích CO2 bắt đầu chấm dứt cân bằng? Giải: Khi PCO2 < 0,2 atm phản ứng xảy (2) MgCO3 Khi PCO2 = 0,2 atm: V1 = nRT 3*0,082*(273 + 820) = = 1345, 23 LÝt P 0,2 Khi PCO2 = 0,2 atm , cân sau xảy ra: CaCO3 CaO + CO2 (1) Khi V giảm, PCO2 không thay đổi, CO2 tham gia vào cân (1), đến CaO hết mol CO2 tiêu thụ hết mol CO2 mol V2 = 2*0,082*(273 + 820) = 896,82 LÝt 0,2 Khi 0,2 atm < PCO2 < 0,4 atm khơng có phản ứng hoá học xảy Khi PCO2 = 0,4 atm V3 = 2*0,082*(273 + 820) = 448,41 LÝt 0,4 Khi PCO2 = 0,4 atm cân sau xảy ra: MgCO3 MgO + CO2 (2) Khi V giảm, PCO2 không thay đổi CO2 tham gia vào cân (2) đến MgO tiêu thụ hết mol, CO2 tiêu thụ hết mol CO2 lại mol V4 = 1*0,082*(273 + 820) = 224,20 LÝt 0,4 Vậy: 896,82 lít < V < 1345,23 lít cân (1) xảy 448,41 lít < V < 896,82 lít khơng có phản ứng xảy 224,20 lít < V < 448,41 lít cân (2) xảy Câu 16 (30/04 lớp 11 – Sa Đec Đồng Tháp): Ở nhiệt độ xác định áp suất atm, độ phân li N2O4 thành NO2 11% ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -74- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt 2SO3(k) ; H = -198 kJ Cho phản ứng: 2SO2(k) + O2(k) a) Để tăng hiệu suất q trình tổng hợp SO3, người ta sử dụng biện pháp liên quan đến áp suất, nhiệt độ chất xúc tác? Giải thích? b) Cho 10,51 mol khí SO2 37,17 mol khơng khí (20% thể tích O2 cịn lại N2) có xúc tác V2O5 Thực phản ứng 4270C, atm phản ứng đạt hiệu suất 98% Tính số cân KC Kp phản ứng 4270C Giải: a) Để tăng hiệu suất trình tổng hợp SO3 cần tác động sau: - Giảm nhiệt độ hệ phản ứng, khoảng 500oC thích hợp giảm nhiệt độ xuống thấp tốc độ phản ứng chậm - Thổi liên tục khí SO2 khơng khí nén áp suất cao vào lò phản ứng - Dùng xúc tác V2O5 để phản ứng mau chóng đạt trạng thái cân b) nO2 (b®) = 7,434 mol; nN2 (b®) = 29,736 mol 2SO2(k ) b® pø [] + O 2(k ) 10,51 10,3 0,21 KP = 7,434 5,15 2,284 (PSO3 )2 (PSO2 ) PO2 = 2SO3(k ) 10,3 10,3 n = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 Pi = x i P = x i *1 = x i (10,3)2 42,53 = 4,48.104 (0,21) 2,284 Câu 19 (30/04 – Chuyên Vị Thanh lần XVI): Cho cân hóa học: 2NH3(k) ; H0298 = -92,2 kJ Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 H2 theo tỉ lệ số mol hệ số tỉ lượng, tức tỉ lệ : đạt tới trạng thái cân (4500C, 300 atm) NH3 chiếm 36% a) Tính số cân KP b) Giử nhiệt độ không đổi cần tiến hành áp suất để đạt tới trạng thái cân NH3 chiếm 50% thể tích c) Giữ áp suất khơng đổi (300 atm), cần tiến hành phản ứng nhiệt độ để đạt tới trạng thái cân NH3 chiếm 50% thể tích? Cho biết phương trình Van't Hoff liên hệ hai số cân N2(k) + 3H2(k) nhiệt độ là: ln K H 1 K1 R T1 T2 Giải: a) Gọi x1, x2, x3 %V (cũng % số mol) N2, H2 NH3 ta có: x3 = 36% = 0,36 x1 + x2 = 64% = 0,64 (1) Vì N2 H2 lấy theo tỉ lệ mol : nên x1 : x3 = : (2) Từ (1) (2) x1 = 0,16; x2 = 0,48 PNH 0,36.3002 KP = 8,14.105 3 PN2 PH2 (0,16.300).(0,48.300) b) Ở trạng thái cân bằng: x3 = 50% = 0,5 x1 + x2 = 0,5 Từ (2) (3) x1 = 0,125; x2 = 0,375 PNH 0,5.P 2 KP 8,14.105 P = 682,6 atm PN2 PH3 (0,125.P).(0,375.P)3 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -76- (3) Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công dấu chân kẻ lười biếng c) K 'P NH3 N2 H2 P P P 0,5.300 (0,125.300).(0,375.300) Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt 4,21.104 K 'P H 1 T2 = 653K hay 380 C KP R T1 T2 Câu 20 (Đề Duyên Hải 2017 – Chun Hạ Long): Cho bình kín dung tích 22,4 lít chứa sẵn mol rắn A 0,55 mol khí B Đun nóng bình đến 2730C dừng lại áp suất bình giữ ổn định 2,9 atm a) Tính áp suất riêng phần khí hỗn hợp cân b) Chuyện xảy ban đầu có 0,1 mol rắn A? Biết cân xảy bình sau: C(k) + D(k) (1) KP = A(r) + B(k) ln E(k) + D(k) C(k) + B(k) (2) K P2 = 9/5 Giải: a) Ta có cân sau 273 C: C(k) + D(k) A(r) + B(k) K P1 = (1) E(k) + D(k) C(k) + B(k) K P2 = 9/5 (2) Tại thời điểm ban đầu: PB0 = n0B RT 0,55*0,082*546 = = 1,1 atm V 22, Tại thời điểm cân bằng: PB + PC + PD + PE = 2,9 atm Nhận xét: trình phản ứng, lượng chất B với lượng chất D tạo thành Hay nói cách khác, tổng lượng B D thời điểm cân với lượng ban đầu chất B Vậy ta được: PB + PD = PB0 = 1,1 atm Mặt khác: K P2 K P1 = K P2 [PE PD / PC PB ] PE 10 = PE = * PC2 = PC [PC PD /PB ] PC K P1 Từ phương trình ta có được: PC + (10/3)PC2 = 2,9 - 1,1 = 1,8 PC = 0,6 atm; PE = 1,2 atm Tính PB PD dựa vào K1: PB P 0,6 = C = = 0,1 vµ PB + PD = 1,1 PB = 0,1 atm; PD = 1,0 atm PD K1 Tính lại để biết phản ứng theo chiều thuận có kết thúc trước đạt cân hay không Từ cân (1) (2) ta nhận thấy: Lượng chất A tổng lượng chất C tạo thành, mà tổng lượng chất C chuyển hóa phần vào E nên kết luận rằng: nên phản ứng (1) theo chiều thuận chưa kết thúc đạt trạng thái cân b) Nếu nA = 0,1 mol lúc n A > n A nên phản ứng (1) theo chiều thuận đã kết thúc trước đạt trạng thái cân Lúc áp suất bình thời điểm cân khác III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 21 (30/04 – Chuyên Bến Tre lần XVI): 2NO(k) 2NOCl(k) + Cl2(k) 5000C, KP = 1,63.10-2 Khi cân bằng, áp suất riêng phần PNOCl = 0,643 atm, PNO = 0,238 atm Tính PCl2 trạng thái cân Nếu thêm vào bình lượng clo để trạng thái cân áp suất riêng phần NOCl 0,683 Tính áp suất riêng phần NO Cl2 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -77- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Câu 22 (30/04 – Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm QN lần XVI): Cho 0,03 mol N2O4 (k) vào bình chân 2NO2(k) khơng dung tích 0,5 lít 450C xảy phản ứng: N2 O4(k) Khi cân thiết lập có 63% N2O4 bị phân hủy thành NO2 a) Tính số mol chất thời điểm cân b) Tính áp suất riêng phần chất thời điểm cân c) Tính số cân KC KP phản ứng Câu 23 (30/04 – Chuyên Long An lần XVI): PCl5 phân li theo phương trình: PCl3(k) PCl5(k) + Cl2(k) Ở 5000C cho n mol khí PCl5 vào bình kín (đã hút hết chân khơng) đọ phân li PCl5 α Áp suất hệ lúc cân p atm Thiết lập mối liên hệ số cân KP với n, p, α Câu 24 (30/04 – Chuyên Quang Trung lần XVI): SO2 phản ứng với O2 theo phương trình: 2SO3(k) 2SO2(k) + O2(k) Trong công nghiệp người ta dùng oxi khơng khí dư để thực phản ứng Khi cân áp suất atm 7000 K thu hỗn hợp khí gồm 0,21 mol SO2; 5,37 mol O2; 10,30 mol SO3 84,12 mol N2 Hãy tính: a) Hằng số cân KP b) Số mol ban đầu SO2; O2 N2 c) Tỉ lệ chuyển hóa SO2 thành SO3 Câu 25 (30/04 – Chuyên Hoàng Lê Kha lần XVI): 2CO(k) Cân phản ứng oxi hóa khử CO2 C: CO(r) + CO2(k) Xảy 10900K có số cân KP 10 a) Tính % CO hỗn hợp khí cân áp suất chung hệ 1,5 atm b) Để % CO 50% thể tích áp suất chung hệ bao nhiêu? (0,5)2 P = 10 P = 20 atm 0,5 Câu 26 (30/04 – Bạc Liêu lần XVI): Xét hỗn hợp khí cân nhiệt phân COCl2 nhiệt độ T Từ K p = CO(k) + Cl2(k) Ở nhiệt độ này, độ phân li theo phương trình hóa học: COCl2(k) COCl2 0,25; áp suất tổng cộng p = atm, thể tích hỗn hợp V Người ta thêm vào hỗn hợp thể tích Cl2 nhiệt độ T, áp suất atm, nén cho thể tích hệ trở lại cũ (bằng V) Tính độ phân li COCl2 giải thích kết thu Câu 27 (30/04 – Hùng Vương lần XVI): Khi đun nóng đến nhiệt độ cao COCl2 bị phân hủy theo CO(k) + Cl2(k) phương trình: COCl2(k) Cho m gam COCl2 vào bình kín dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để xảy phản ứng phân hủy COCl2 Sau đạt tới cân áp suất bình p Hãy thiết lập biểu thức KP theo độ phân li α áp suất p Thiết lập biểu thức KC theo α, m V Câu 28 (30/04 – Đăk Nông lần XVI): N2O4 phân li 20% 270C 1,0 atm Hãy xác định: a) Giá trị Kp b) Độ phân li N2O4 270C 0,10 atm c) Độ phân li 69 gam N2O4 bình 20 lít 270C Câu 29 (30/04 – Mạc Đĩnh Chi lần XVI): PCl3(k) + Cl2(k) Phân hủy PCl5 theo phản ứng sau: PCl5(k) a) Tính Kp phản ứng biết độ phân li PCl5 0,485 2000C áp suất tổng cộng hệ cân atm ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -78- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt pH CỦA CÁC DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI CHUYÊN ĐỀ 7: pH CỦA CÁC DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Chất điện li - Chất điện li chất tan nước phân li ion Axit, bazơ muối chất điện li - Chất điện li mạnh chất tan nước phân tử hòa tan phân li ion Chất điện li mạnh gồm: Các axit mạnh (HCl, HNO3, HClO4, H2SO4 nấc 1, ); bazơ mạnh (NaOH, KOH, Ca(OH)2 nấc 1, Ba(OH)2 nấc 1, ) hầu hết muối - Chất điện li yếu chất tan nước phần số phân tử hòa tan phân li ion Độ điện li α C (ph©n li) sè ph©n tư ph©n li ion = = sè ph©n tư hßa tan C0 Chất điện li mạnh: α = 1; chất điện li yếu: < α < Thuyết axit – bazơ a Theo Arrhenius - Axit hợp chất chứa hiđro, tan nước phân li cation H+ - Bazơ hợp chất chứa nhóm OH, tan nước phân li anion OH b Theo Bronsted - Lowry - Axit cấu tử có khả nhường proton (H+) - Bazơ cấu tử có khả nhận proton B + H A A – axit; B – bazơ; A/B cặp axit – bazơ liên hợp Tích số ion nước Nước chất điện li yếu: H + OH ; H2 O Theo thuyết Arrhenius H3O + OH ; Theo thuyết Bronsted – Lowry 2H2 O Ở 250C: [H ].[OH ] = [H3O ].[OH ] = 1,0.1014 = K W KW gọi tích số ion nước Giá trị KW phụ thuộc vào nhiệt độ pH pOH pH = lg[H ]; pOH = lg[OH ] Trong dung dịch (dung môi nước): pH + pOH = 14 Hằng số phân li axit – bazơ a Hằng số phân li axit Ka Sự điện li axit yếu, bazơ trình thuận nghịch, nên tuân theo định luật cân hóa học Ví dụ: [CH3COO ].[H ] CH3COOH CH COO + H ; K = a [CH3COOOH] Ở 250C, Ka CH3COOH 1,75.10-5 hay pKa = lg Ka = 4,75 b Hằng số phân li bazơ Kb [NH 4 ].[OH ] NH3 + H2 O NH + OH ; K b = [NH3 ] Ở 250C, Kb NH3 1,8.10-5 hay pK b = lg K b = 4,745 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -82- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành công khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt H + OH ; H2 O KW (1) H + A2 ; HA K a2 (2) HA ; HA + H K a11 (3) Bảo toàn proton: [H ] = [H ]cho - [H ]nhËn Từ (1), (2) (3) ta có: [H ] = [OH ] + [A2 ] - [H2 A] (4) Áp dụng KW; K a1 K a2 cho (4) ta có: K a2 [HA ] [HA ][H ] KW [H ] = + [H ] = [H ] [H ] K a1 K W + K a2 [HA ] + K a11[HA ] Trong đa số trường hợp HA phân li yếu, nên coi nồng độ [HA ] = C mol/L muối ban đầu, nên ta có: [H ] = K W + K a2 C + K a11C Nếu Ka2 C >> K W Ka11C >> Ka1 > K2 >> K3 >> KW, nên (1) cân chủ yếu: H3PO4 [] 0,10 - x H + H PO 4 x x (4) x2 = 102,23 x = [H ] = 2,15.102 M 0,10 - x Tính nồng độ H2 PO4 vµ HPO24 sau: H PO4 [] 2,15.102 H + - y 2,15.102 + y HPO 24 y y(2,15.102 + y) = 107,21 2,15.102 - y Do giá trị K2 nhỏ nên y K2 >> K3, nên cân chủ yếu dung dịch cân (1) Cách tính nồng độ cân tương tự axit nhiều nấc Kết quả: [OH ] = [HCO3 ] = 4,52.103M; [CO32 ] = 2,24.108M II BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN GIẢI Câu (HSG HÀ TĨNH 11 – 2019): Hòa tan 1,0 gam NH4Cl 1,0 gam Ba(OH)2.8H2O vào lượng nước vừa đủ thu 100 ml dung dịch X (ở 250C) a) Tính pH dung dịch X, biết pKa(NH ) = 9,24 b) Tính nồng độ mol/lít tất ion dung dịch X c) Tính pH dung dịch thu sau thêm 10 ml dung dịch HCl 1,0M vào dung dịch X Giải: 3 3 a) n NH4Cl = 18,7.10 mol; nBa(OH)2 = 3,17.10 mol NH4 + OH NH3 + H2O dd X: NH3 = 6,34.103 mol; NH4 = 12,4.103 mol NH3 + H ; K a = 109,24 NH 4 12,4.102 6,34.102 Ka = [NH3 ][H ] [NH 4 ] [H ] = Ka [NH 4 ] [NH3 ] [H ] = 1,13.109M pH = 8,95 b) [NH4 ] = 0,124M; [Ba 2 ] = 0,0317M; [H ] = 1,13.109M; [Cl ] = 0,187M; [OH ] = 8,85.106M c) Khi thêm 0,01 mol HCl vào dung dịch X ta có phản ứng: NH3 + H NH4 Vậy, n NH3 (pø ) = 6,34.103 n H (d ) = 0,00333 mol Giả thiết thể tích dung dịch 110 mL, bỏ qua phân ly NH 4 [H+]dư = 0,0333M pH = 1,48 Câu (HSG QUẢNG BÌNH 11 – 2011): Cho dung dịch A chứa CH3COOH 0,1M Biết Ka CH3COOH = 1,75.10-5 a) Tính α axit pH dung dịch A b) Hòa tan 4,1 gam CH3COONa vào 500 ml dung dịch A Tính pH dung dịch thu Giải: a) Ta có cơng thức K C 1,75.105 = 1,32.102 Với kết việc sử dụng công thức gần 0,1 chấp nhận Vậy H+ = .C = 1,32.10-2*0,1 = 1,32.10-3M pH 2,88 b) Ta có: C M(CH3COONa) = [4,1/(82*0,5)] = 0,1 M CH3COOH b® [] CH3COO 0,1M 0,1 - x + 0,1M 0,1 + x H x [CH3COO ].[H ] (0,1 + x)x = = 1,75.105 x 1,75.105M pH 4,76 Ta có PT: K a = [CH3COOH] (0,1 - x) Câu (HSG QUẢNG BÌNH 11 – 2013): Hãy tính pH dung dịch A gồm KCN 0,120M; NH3 0,150M KOH 0,005M Cho biết pKa HCN 9,35; NH +4 9,24 Giải: CN HCN + OH + H2 O ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) Kb1 = 10- 4,65 -86- (1) Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt NH4 + OH NH3 + H2 O Kb2 = 10- 4,76 (2) H + OH H2 O KW = 10-14 (3) So sánh (1) (3), tính pH theo ĐKP áp dụng cho (1) (2): [OH] = C KOH + [HCN] + [NH4 ] [OH ] = x x = 5.103 + Chấp nhận: [CN ] = C CN K b1 [CN ] + K b2 [NH3 ] x - 5.103 - (K b1 [CN ] + K b2 [NH3 ]) = x x = 0,12M; [NH3 ] = C NH3 = 0,15M Ta có: x2 - 5.10-3x - 5,29.10-6 = x = [OH-] = 5,9.10-3M = 10-2,23M [H+] = 10-11,77M 109,35 109,24 0,12 M; [NH ] = 0,15 0,15 M 109,35 1011,77 109,24 1011,77 Vậy cách giải gần chấp nhận pH = 11,77 Câu (HSG HẢI PHÒNG LỚP 11 – 2017): Trộn lẫn ml dung dịch NH3 1M với ml dung dịch HCl 1M thu 10 ml dung dịch A a) Tính pH dung dịch A b) Thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A thu dung dịch B (coi thể tích dung dịch B thể tích dung dịch A) Xác định pH dung dịch B biết K NH3 = 1,8.105 Kiểm tra: [CN-] = 0,12 Giải: a) Xét phản ứng dung dịch NH3 dung dịch HCl: NH b® 7.10 H + 3 sau pø 4.10 3.10 3 NH 4 3 0 3 NH3 4.10 mol hc 0,4M dd A 3 NH 3.10 mol hc 0,3M mol 3.10 3 mol Ta có cân bằng: NH + H 2O NH 4 OH + b® 0,4 0,3 [] 0,4 - x 0,3 + x x K= (0,3 + x).x = 1,8.105 (0,4 - x) x = 2,4.105 pOH = 4,62 pH = 9,38 b) Khi thêm 0,001 mol NaOH vào dung dịch A có phản ứng: NH 4 + OH b® 3.103 sau pø 2.103 NH + H O 103 0 103 mol mol NH 4 + OH NH + H 2O b® 0,5 0,2 [] 0,5 - y 0,2 + y y 3 NH : 2.10 mol hc 0,2M dd B 3 NH3 : 5.10 mol hc 0,5M K= (0,2 + y).y = 1,8.105 (0,5 - y) y = 4,5.105 pH = 4,35 pH = 9,65 Câu (HSG QUẢNG BÌNH 12 – 2013): Tính pH dung dịch CH3COOH 0,5M Cho Ka CH3COOH = 1,8.10-5 Tính khối lượng NaOH cần cho vào 500 ml dung dịch CH3COOH 0,5M để thu dung dịch có pH = (Giả sử cho NaOH vào thể tích dung dịch không thay đổi) Giải: Xét cân bằng: ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -87- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CH 3COOH b® [] CH 3COO 1-x + 1+x Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt H x K= x(1 + x) = 104,75 (1 - x) x = 1,78.105 pH = 4,75 b) 100 mL dung dịch A: 0,1 mol CH3COOH 0,1mol CH3COONa; n NaOH = 0,001 mol CH 3COOH + NaOH CH 3COONa + H O b® sau pø 0,1 0,099 0,001 0,1 0,101 mol mol CH COONa: 0,101 mol hay 0,918M dd B CH3COOH: 0,099 mol hay 0,9M CH3COOH b® [] CH 3COO 0,9 0,9 - y + 0,918 0,918 + y H y y K= y(0,918 + y) = 104,75 (0,9 - y) y = 1,74.105 pH = 4,76 Câu 16 (30/04/2006 lớp 11 – Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm Quảng Nam): Cho mẫu dung dịch H + A axit HA có nồng độ 0,1M, Ka = 1,8.10-4 Có phương trình điện ly: HA a) Tính pH dung dịch b) Cho thêm lượng H2SO4 CM vào dung dịch HA có thể tích, pH dung dịch giảm 0,382 so với pH dung dịch HA chưa cho H2SO4 vào Tính CM Biết H2SO4 có số điện ly K1 = ∞, K2 = 10-2 (thể tích sau trộn tổng thể tích dung dịch ban đầu) Giải: a) H + A ; HA Ka (1) H + OH KW H2 O Do Ka.C >> 10-14, nên cân (1) chủ yếu HA [] 0,1 - x H x + A x Ka = (2) x2 = 1,8.104 0,1 - x x = [H ] = 4,15.104 M pH = 2,382 b) H2SO4 H + HSO4 ; K1 = ∞ H + SO24 ; HSO4 K2 = 10-2 H + A ; HA Ka = 1,8.10-4 H + OH H2 O KW -14 K.C >> 10 nên cân axit chủ yếu K2 Ka Xét cân axit Sau trộn dung dịch thể tích nồng độ ban đầu axit giảm lần: C HA = 0,05M; C H2SO4 = x (mol/L) , pH giảm 0,382 pH = 2,382 – 0,382 = [H+] = 10-2 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -95- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng H2SO4 H + HSO x x x HSO 4 b® [] H x x-b HA b® [] Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt SO 24 + b 0,05 0,05 - a H K2 = b A + a [H ].b x-b (1) [H ].a Ka = 0,05 - a a mà cân bằng: [H+] = a + b + x = 10-2 Từ (2) a = 9.10-4 Từ (1) x = 2b 9.10-4 + b + 2b = 10-2 b = 3,03 10-3M x = 3,03 10-3 = 6,06 10-3 C H2SO4 (b®) = 2.6,06.103 = 1,212.102M Câu 17 (30/04 lớp 10 – Chu Văn An Ninh Thuận): Một axit yếu đơn chức hoà tan vào nước, nồng độ C (mol/L), số axit K, nồng độ [H+] lúc cân a(mol/l) a2 +a K b) Từ giải thích dung dịch đơn axit yếu loãng pH dung dịch tăng Trong dung dịch axit yếu HA1 HA2 có số cân khác a) Tính nồng độ [H+] dung dịch axit theo số cân nồng độ axit b) Áp dụng: Trong dung dịch axit CH3COOH 2.10-3M C2H5COOH 1,9.10-2M Tính pH dung dịch axit Giải: a) Chứng minh: C = 1a) HA [] C - a H + a A a a2 a2 K= C= +a C -a K 1b) Xét dung dịch axit yếu HA, nồng độ C, C’ ( C’ < C ) có nồng độ ion [H +] lúc cân a, a’ a2 a '2 C= + a vµ C' = + a' C - C' = (a - a'2 ) + (a - a') > Ta có: K K K 1 1 (a - a') (a + a') + 1 > 0; (a + a') + 1 > K K + a > a’, [H ] giảm pH tăng 2a) Gọi HA1 HA2 axit yếu, số cân theo thứ tự K1, K2; nồng độ theo thứ tự C1, C2; x1, x2 nồng độ ion H+ từ axit sinh nồng độ A1 , A2 Nồng độ axit lúc cân là: (C1 – x1) (C2 – x2) Với axit yếu coi C – x C Trong dung dịch có cân bằng: H + A1 HA1 H + A 2 HA [H ] = x1 + x2 Ta có biểu thức: K1 = [H ][A1 ] x1 (x1 + x ) x (x + x ) [H ][A 2 ] x (x1 + x ) x (x + x2 ) = 1 ; K2 = = [HA1 ] C1 - x1 C1 [HA ] C - x2 C2 ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -96- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng K1C1 = x1 (x1 + x ) K C = x (x1 + x ) Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt K1C1 + K C = (x1 + x )2 = [H ]2 [H ] = K1C1 + K C (1) 2b) Áp dụng: Thay gía trị K1, K2, C1, C2 vào (1) ta có: [H ] = 103,28M pH = 3,28 Câu 18 (30/04 lớp 10 – Chuyên Lê Khiết Quãng Ngãi): Tính pH nồng độ mol CrO24 , CrO27 dung dịch K2Cr2O7 0,01M CH3COOH 0,1M Cho: K CH3COOH = 1,8.105 CrO24 + H2 O HCrO4 + H2 O pK2 = 6,5 CrO27 + H2 O 2HCrO4 pK1 = -1,36 Giải: Ta có cân bằng: CH3COO + H3O CH3COOH + H2 O Ka = 1,8.10-5 (1) 2HCrO4 Cr2 O72 + H2 O K1 = 10-1,36 (2) CrO24 + H3O HCrO4 + H2 O K2 = 10-6,5 (3) Vì K1 >> Ka, K2 cân (2) chiếm ưu Tính nồng độ CrO27 HCrO4 dựa vào cân (2) Cr2 O72 + H 2O 2HCrO 4 [] 0,010 - x 2x K1 = (2x)2 = 101,36 x = 6,33.103 0,010 - x Vậy: [CrO27 ] = 0,010 - 6,33.103 = 3,7.103M; [HCrO4 ] = 2*6,33.103 = 1,27.102M So sánh cân (3) (1): Ka C a >> K [HCrO4 ] cân (1) chiếm ưu thế: CH 3COO + H 3O CH3COOH + H 2O [] 0,1 - a a a a2 Ka = = 1,8.105 0,1 - a a = [H3O ] = 1,34.103 pH = 2,87 a = 1,34.10-3 Để tính [CrO24 ] ta dùng cân (3): CrO 24 + H 3O HCrO4 + H 2O [] 1,27.103 - b b 1,34.103 K2 = b*1,34.103 = 106,5 1,27.103 b = [CrO24 ] = 3.106 M Câu 19 (30/04 lớp 10 – Lê Quý Đôn Vũng Tàu): Cho biết số điện li của: Axit axetic: Ka(CH3COOH) = 1,8.105 Axit propionic: Ka(C2 H5COOH) = 1,3.105 Một dung dịch chứa CH3COOH 0,002M C2H5COOH xM a) Hãy xác định giá trị x để dung dịch ta có độ điện li axit axetic 0,08 b) Hãy xác địch giá trị x để dung dịch hổn hợp có giá trị pH = 3,28 (nồng độ CH3COOH 0,002M) Giải: a) C CH3COOH(pl) = 0,002*0,08 = 1,6.104M ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -97- Tài liệu ơn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng H + CH3COO CH3COOH Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt Ka2 (2) H + OH H2 O K a1 102 = 4,75 = 555 > 100 cân (1) chủ yếu K a2 10 (3) Ka1.Ca1 = 10-2.0,05 3.10-14 bỏ qua điện ly H2O Xét cân (1): HSO4 [] 0,05 - x + SO 24 x CH3COOH [] H 0,02 - y x2 K a1 = = 102 x = 0,018 pH = 1,74 0,05 - x x H + CH 3COO 0,018 y K a2 = 0,018.y = 104,76 0,02 - y y = 1,93.105 = 9,64.102 % III BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 21 (30/04 - lần XVII Pleiku): Dung dịch chứa đồng thời CH3COOH 0,002M HCOOH xM Tính x biết pH dung dịch có trị số 3,3 Cho số phân li axit hai axit là: Ka(CH3COOH) = 1,8.10-5, Ka(C2H5COOH) = 1,3.10-5 Câu 22 (30/04 - lần XVII Hùng Vương Gia Lai): Trộn 15 ml dung dịch CH3COONa 0,03M với 30 ml dung dịch HCOONa 0,15M Tính pH dung dịch thu Biết pKa(CH3COOH) = 4,76 pKa(HCOOH) = 3,75 Câu 23 (30/04 - lần XVII Nguyễn Bỉnh Khiêm): a) Tính pH dung dịch A gồm hai axit: HCOOH 0,1M CH3COOH 1M b) Pha loãng dung dịch A nước để thể tích dung dịch A sau pha loãng gấp 10 lần thể tích ban đầu Tính pH dung dịch sau pha loãng Biết pKa(CH3COOH) = 4,76 pKa(HCOOH) = 3,75 Câu 24 (30/04/2011 - An Giang): Trong dung dịch axit yếu HA1 aM HA2 bM có số cân khác a) Tính nồng độ H+ dung dịch axit theo số cân nồng độ axit b) Áp dụng: dung dịch axit CH3COOH 2.10-3M C2H5COOH 1,9.10-2M Tính pH dung dịch axit Biết Ka(CH3COOH) = 1,8.105 ; Ka(C2 H5COOH) = 1,26.105 Câu 25 (30/04/2011 - Quảng Nam): 1) Tính pH dung dịch chứa NH3 0,10M KCN 0,10M 2) Trộn 10 ml dung dịch CH3COOH có pH = 3,5 với 10 ml dung dịch Ba(OH)2 có pH = 11,5 Tính pH dung dịch thu Câu 26 (30/04/2011 - Bình Phước): Cho 0,01 mol NH3; 0,1 mol CH3NH2 0,11 mol HCl vào nước lít dung dịch Tính pH dung dịch thu Cho: pK NH = 9,24; pK CH NH = 10,6; pK H2O = 14 3 Câu 27 (30/04/2011 - Đà Nẵng): Cho A dd CH3COOH 0,02M a) Trộn 100 ml dd A với 100 ml dd NaHSO4 0,1M thu dd B Tính pH dd B độ điện li CH3COOH dd B b) Trộn 100 ml dd A với 200 ml dd NaOH có pH = 11 thu dd C Tính pH dd C Câu 28 (30/04/2011 - Cà Mau): Trung hòa 100 cm3 dung dịch CH3COOH 0,10M (Ka = 2.10-5) dung dịch (xút) NaOH 0,10 Hãy tính pH dung dịch: a) Trước thêm xút b) Khi đã thêm 50 cm3 dung dịch xút c) Khi đã thêm 100 cm3 dung dịch xút ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -99- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim Trên đường thành cơng khơng có dấu chân kẻ lười biếng CHUYÊN ĐỀ Page: Thầy Nguyễn Phú Hoạt ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA CHUYÊN ĐỀ 8: ĐIỀU KIỆN KẾT TỦA VÀ HÒA TAN KẾT TỦA I LÝ THUYẾT CƠ BẢN Tích số tan chất điện li Trong dung dịch bảo hòa chất điện li tan, ví dụ: MmAn, tồn cân sau: mMn + nAm Mm An (tt) Cân ứng với số cân KC: K C = [Mn ]m [Am ]n Trong trường hợp KC đạc trưng cho độ hòa tan MmAn, nên người ta gọi KC tích số tan MmAn thường kí hiệu Ks Người ta thường dùng đại lượng pKs = -lgKs Quan hệ tích số tan độ hịa tan (s) * Ví dụ 1: Tính tích số tan dung dịch bảo hòa AgCl, biết độ hòa tan AgCl 20 0C 1,001.10-5 mol/L Các phản ứng xảy dung dịch: Ag + Cl ; AgCl(tt) Ks AgOH + H Ag + H2 O K = 10-11,7 s = [Ag ] + [AgOH] K bé nên coi thủy phân Ag+ tạo AgOH không đáng kể nên: [Ag ] = [Cl ] = s Ks = [Ag ][Cl ] = s2 = (1,001.105 ) 1,002.1010 * Tính độ tan s (mol/L) từ tích số tan Ví dụ 2: Tính độ tan BaSO4 dung dịch bảo hòa BaSO4, biết Ks(BaSO4 ) = 109,96 Các phản ứng dung dịch: Ba 2 + SO24 ; BaSO4 (tt) Ks = 10-9,96 Ba(OH) + H ; Ba 2 + H2 O Ka = 10-13,4 HSO4 + OH ; Kb = 10-12,0 SO24 + H2 O Vì Ka Kb bé, nên bỏ qua hai q trình Từ đó: K s = s s = K s 9,96 = 104,98M s = 10 * Ví dụ 3: Tính độ tan s (mol/L) PbI2 pH = 6,00: Ba + SO24 BaSO4 (tt) s s Pb2 + 2I ; PbI2 (tt) Ks = 10-7,86 Pb(OH) + H ; Pb2 + H2 O Ka = 10-7,8 Từ (2): [Pb(OH) ] = Ka [Pb2 ].[H ]1 = 107,8.(106 )1.[Pb2 ] = 101,8 [Pb2 ] s = [Pb2 ] + [PbOH ] = [Pb2 ](1 + 101,8 ) [Pb2 ] = s/(1 + 101,8 ) Với [I 2 ] = 2s K s = [Pb2 ][I ]2 = s (2s)2 = 107,86 s = 1,52.103M + 101,8 Điều kiện kết tủa chất điện li tan Điều kiện để kết tủa chất điện li tan MmAn là: [Mn ]0m [Am ]0n > K s(Mm An ) [Mn ]0 ; [Am ]0 - nồng độ trước xảy kết tủa ThS Nguyễn Phú Hoạt (0947195182) -101- Tài liệu ôn thi HSG Hóa đại cương Phi kim ... [H+] = 10 -11 ,77 M 10 9,35 10 9,24 0 ,12 M; [NH ] = 0 ,15 0 ,15 M 10 9,35 10 ? ?11 ,77 10 9,24 10 ? ?11 ,77 Vậy cách giải gần chấp nhận pH = 11 ,77 Câu (HSG HẢI PHÒNG LỚP 11 – 2 0 17 ): Trộn lẫn ml... z z (10 ? ?7, 21 + z) = 10 ? ?12 ,32 ? ?7, 21 10 -z Do giá trị K3 nhỏ nên z