Đang tải... (xem toàn văn)
Một nguyên tố hóa học có thể có nhiều hóa trị, nhưng hóa trị cao nhất thì bằng số electron lớp vỏ ngoài cùng hay “electron hóa trị”3 trong nguyên tử ‒ Hóa trị cao nhất của một nguyên tố [r]
(1) ✫✫✫ TỔNG KẾT KIẾN THỨC HÓA HỌC THPT Ths TRẦN THANH BÌNH NHẬN DẠY NHÓM, DẠY LỚP LUYỆN THI MÔN HÓA – 12 SĐT: 0977.111.382 (2) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 MỤC LỤC Chương 1: Nguyên tử………………………………………………… Chương 2: Bảng hệ thống tuần hoàn………………………………… Chương 3: Liên kết hóa học……………………………………………10 Chương 4: Phản ứng hóa học…………………………………………12 Chương 5: Tốc độ phản ứng………………………………………… 18 Chương 6: Cân hóa học……………………………………….…19 Chương 7: Dung dịch……………………………………………….…21 Chương 8: Phản ứng ion dung dịch…………………………… 24 Chương 9: Halogen và hợp chất………………………………………27 Chương 10: Oxi và hợp chất………………………………….……….30 Chương 11: Lưu huỳnh và hợp chất………………………………… 31 Chương 12: Nitơ và hợp chất…………………………………… … 34 Chương 13: Photpho và hợp chất………………………………….… 36 Chương 14: Cacbon và hợp chất………………………………………38 Chương 15: Tổng hợp kiến thức phi kim…………………………… 40 Chương 16: Đại cương kim loại…………………………………….…42 Chương 17: Kim loại kiềm và kiềm thổ…………………………….…45 Chương 18: Nhôm và hợp chất…………………………………… ….47 Chương 19: Crom và hợp chất………………………………….…… 50 Chương 20: Sắt và hợp chất……………………………………….… 51 Chương 21: Tổng hợp kiến thức hóa vô cơ………………………… 54 Chương 22: Nhận biết……………………………………………… 55 Chương 23: Đại cương hóa hữu cơ………………………………….…57 Chương 24: Hiđrocacbon…………………………………………… 59 Chương 25: Độ bất bão hòa………………………………………… 65 https://thi247.com/ Trang (3) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Chương 26: Hợp chất nhóm chức………………………………… ….66 Chương 27: Danh pháp hợp chất nhóm chức………………………… 68 Chương 28: Một số phản ứng riêng các hợp chất nhóm chức… …72 Chương 29: Tính chất điển hình hợp chất nhóm chức…………… 76 Chương 30: Tính axit – bazơ các hợp chất hữu cơ……………… 77 Chương 31: Amino axit……………………………………………… 78 Chương 32: Tính chất cacbohiđrat…………………………… 80 Chương 33: Polime………………………………………………… …81 Chương 34: Sơ đồ chuyển hóa các hợp chất hữu cơ…………… 83 https://thi247.com/ Trang (4) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 NGUYÊN TỬ Cấu tạo nguyên tử ‒ Nguyên tử có hai thành phần chính: hạt nhân và lớp vỏ electron ‒ Do phân tử trung hòa điện nên số proton luôn số electron, giá trị này gọi là số đơn vị điện tích hạt nhân số hiệu nguyên tử – kí hiệu là Z Kí hiệu nguyên tử ‒ Số khối hạt nhân, kí hiệu là A, tổng số proton (Z) và nơtron (N) A=Z+N A ‒ Nguyên tử kí hiệu là: Z X với X là kí hiệu nguyên tố Đồng vị ‒ Những nguyên tử cùng số proton khác số nơtron gọi là các đồng vị ‒ Cho nguyên tố X có n đồng vị với khối lượng nguyên tử là A1, A2, …, An Tỉ lệ phần trăm số nguyên tử (hay hàm lượng) các đồng vị là x1, x2, …, xn (với x + x2 + … + xn = 100 %) thì khối lượng nguyên tử trung bình X là AX A1x1 A x2 A n x n x1 x x n Sự phân bố electron ‒ Các electron nguyên tử xếp theo lớp từ ngoài https://thi247.com/ Trang (5) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Thông thường, các phân lớp càng xa hạt nhân thì mức lượng càng lớn, càng dễ tách electron khỏi nguyên tử Theo quy tắc này thì thứ tự tăng dần mức lượng các phân lớp là: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 3d < 4s < 4p < 4d < 4f Tuy nhiên, có trường hợp đặc biệt là mức lượng phân lớp 3d lại lớn 4s, đó thứ tự xếp mức lượng các phân lớp phải là 1s 2s 2p 3s 3p 4s < 3d 4p 4d 4f Cấu hình electron nguyên tử ‒ Cấu hình electron biểu diễn phân bố các electron trên các phân lớp khác Cách viết cấu hình electron nguyên tử bất kì gồm các bước sau Bước 1: Xác định số electron nguyên tử (chính là Z) Bước 2: Xác định phân bố các phân lớp electron, cụ thể là 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p … Bước 3: Lần lượt điền electron vào các phân lớp theo • Nguyên lí vững bền (từ mức lượng thấp tới cao, lưu ý điền electron vào phân lớp 4s trước 3d.) • Nguyên lí Pauli (mỗi obitan có tối đa electron) • Quy tắc Hund (số electron độc thân phải lớn có thể) ‒ Có hai trường hợp đặc biệt là Cr (Z = 24) và Cu (Z = 29): Nguyên tố Cấu hình electron dự đoán Cấu hình electron thực tế Cr (Z = 24) 1s22s22p63s23p63d44s2 1s22s22p63s23p63d54s1 Cu (Z = 29) 1s22s22p63s23p63d94s2 1s22s22p63s23p63d104s1 Nguyên nhân là cấu hình dạng d5 và d 10 bền vững nên Cr và Cu ưu tiên các dạng này Cấu hình electron ion ‒ Cation: Khi nguyên tử electron (điện tích âm) thì tạo thành các ion mang điện tích dương, gọi là các cation Cấu hình electron các cation tạo cách bớt electron từ phân lớp ngoài vào phân lớp VD1: https://thi247.com/ Trang (6) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Anion: Khi nguyên tử nhận electron (điện tích âm) thì tạo thành các ion mang điện tích âm, gọi là các anion Cấu hình electron anion tạo cách thêm electron từ phân lớp tới phân lớp ngoài ——— ——— https://thi247.com/ Trang (7) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN Cấu tạo bảng tuần hoàn ‒ Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố xếp theo thứ tự tăng dần số đơn vị điện tích hạt nhân Z theo chiều từ trái sang phải và từ trên xuống Giá trị Z chính là số thứ tự nguyên tố bảng ‒ Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron xếp thành hàng, gọi là chu kì ‒ Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số electron hóa trị1 xếp thành cột, gọi là nhóm nguyên tố Xác định số thứ tự chu kì nguyên tố ‒ Dựa vào cấu hình electron: Số thứ tự lớp ngoài cùng bao nhiêu thì nguyên tố thuộc chu kì nhiêu VD1: Fe có cấu hình electron là 1s22s22p63s23p63d64s2 Fe thuộc chu kì Nguyên tố nhóm chính và nhóm phụ ‒ Những nguyên tố mà electron cuối cùng điền vào obitan s p thì gọi là nguyên tố nhóm chính (nhóm A) Những nguyên tố mà electron cuối cùng điền vào obitan d f thì gọi là nguyên tố nhóm phụ (nhóm B) Xác định số thứ tự nhóm nguyên tố ‒ Thông thường, nguyên tố nhóm A có cấu hình electron lớp vỏ ngoài dạng: nsanpb và số thứ tự nhóm nguyên tố chính là tổng (a + b) ‒ Cấu hình electron lớp ngoài cùng (và sát ngoài cùng) nguyên tố nhóm B thường có dạng: (n – 1)dansb Số thứ tự nhóm xác định theo nguyên tắc • Nếu a + b = – 7: nhóm IIIB – VIIB • Nếu a + b = – 10: nhóm VIIIB • Nếu a + b = 11, 12: nhóm IB, IIB Vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn ‒ Khi biết vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn, có thể suy cấu tạo nguyên tử nguyên tố đó, và ngược lại Khí Electron hóa trị là các electron lớp vỏ ngoài cùng (hoặc phân lớp sát ngoài cùng), có khả tham gia tạo thành liên kết hóa học https://thi247.com/ Trang (8) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Mỗi chu kì kết thúc phân lớp p đã bão hòa (riêng với chu kì là phân lớp 1s bão hòa) Các nguyên tố kết thúc chu kì có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns2np6 (riêng với chu kì là 1s2) và gọi là các khí Các khí điển hình là Chu kì Khí Heli (He) Neon (Ne) Argon (Ar) Số hiệu Z=2 Z = 10 Z = 18 Cấu hình electron 1s2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p6 ‒ Cấu hình electron nguyên tố chu kì n có thể viết gọn theo công thức VD2: Cấu hình crom (Z = 24) là: Cách vẽ bảng hệ thống tuần hoàn ‒ Các bước để vẽ bảng tuần hoàn đơn giản (gồm 20 nguyên tố) Bước tiến hành Bước 1: Vẽ bảng đơn giản với hàng (chu kì) và cột (nhóm) Minh họa Bước 2: Xác định các nguyên tố chu kì 1, gồm hai nguyên tố Z = 1, đầu và cuối bảng Bước 3: Xác định các nguyên tố chu kì 2, gồm tám nguyên tố (Z = – 10) xếp từ đầu đến cuối bảng Các nguyên tố chu kì tương tự (Z = 11 – 18) Tiếp theo, bắt đầu chu kì là hai nguyên tố Z = 19 và 20 ‒ Khi đã dần quen với cách vẽ trên, bạn nên ghi nhớ tên gọi / kí hiệu các nguyên tố có Z = – 20 và vị trí chúng bảng tuần hoàn Sự biến đổi bán kính nguyên tử các nguyên tố https://thi247.com/ Trang (9) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Bán kính nguyên tử (kí hiệu: R) có thể xem là khoảng cách từ hạt nhân tới các electron lớp ngoài cùng R phụ thuộc vào hai yếu tố • Số lớp electron càng lớn thì R càng lớn • Nếu số lớp electron giống (cùng chu kì) thì R càng lớn điện tích hạt nhân Z càng bé2 ‒ Sự biến đổi bán kính nguyên tử các nguyên tố tóm tắt sau: Trong cùng nhóm, theo chiều từ trên xuống dưới, số lớp vỏ electron tăng dần nên R tăng dần Trong cùng chu kì, theo chiều từ trái sang phải, Z tăng dần nên R giảm dần Sự biến đổi các đại lượng khác ‒ Sau chu kì, tính chất các nguyên tố lại biến đổi tuần hoàn Ngoài biến đổi bán kính nguyên tử, còn có các yếu tố sau • Năng lượng ion hóa (I), độ âm điện (E), tính phi kim (PK): Các đại lượng đặc trưng cho khả hút (hoặc giữ) electron hạt nhân – biến đổi theo chiều ngược với bán kính nguyên tử (R) • Tính kim loại (KL): Đại lượng đặc trưng cho khả nhường electron nguyên tử - biến đổi cùng chiều với R 10 Hóa trị các nguyên tố ‒ Hóa trị là số liên kết hóa học mà nguyên tử có thể tạo phân tử Một nguyên tố hóa học có thể có nhiều hóa trị, hóa trị cao thì số electron lớp vỏ ngoài cùng (hay “electron hóa trị”3 nguyên tử) ‒ Hóa trị cao nguyên tố có thể xuất oxit (hợp chất với oxi) Nếu nguyên tố thuộc nhóm chính x thì hóa trị cao nguyên tử nguyên tố đó oxit là x ‒ Ngoài ra, số nguyên tố có thể tạo hợp chất khí với hiđro Trong các hợp chất này, nguyên tử nguyên tố đó có hóa trị – x ———————— Khi Z càng bé thì lực hút hạt nhân với electron càng yếu Electron nằm cách xa hạt nhân R càng lớn Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị thì xếp cùng nhóm Do đó, nguyên tố nhóm nào thì có hóa trị cao VD: Cacbon nhóm IVA thì hóa trị cao https://thi247.com/ Trang (10) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 LIÊN KẾT HÓA HỌC Electron hóa trị ‒ Trong nguyên tử các nguyên tố thuộc nhóm chính (nhóm A), các electron lớp vỏ ngoài cùng gọi là các “electron” hóa trị Các electron hóa trị định tính kim loại phi kim các nguyên tố • Kim loại thường có – electron hóa trị.4 • Phi kim thường có – electron hóa trị • Nguyên tố có electron hóa trị là khí Nhìn chung thì nguyên tố thuộc nhóm chính thứ x có x electron hóa trị5 Kim loại và phi kim điển hình ‒ Tất các nguyên tố nhóm B (như Fe, Zn, Cu, Cr) là kim loại Trong nhóm A, các kim loại điển hình là • nhóm IA (hay “kim loại kiềm”): liti (Li), natri (Na), kali (K) • nhóm IIA (hay “kim loại kiềm thổ”): magie (Mg), canxi (Ca), bari (Ba) • nhóm IIIA: nhôm (Al) Ở điều kiện thường, đa số kim loại là chất rắn, trừ thủy ngân (Hg) là chất lỏng ‒ Các phi kim điển hình là • nhóm IA : hiđro (H) • nhóm IVA: cacbon (C) • nhóm VA: nitơ (N), photphot (P) • nhóm VIA: oxi (O), lưu huỳnh (S) • nhóm VIIA (hay “halogen”): flo (F), clo (Cl), brom (Br), iot (I) Ở điều kiện thường, đa số phi kim là chất khí, ngoại trừ: brom (chất lỏng) và cacbon, lưu huỳnh, photpho, iot (chất rắn) Quy tắc bát tử Ngoại trừ hiđro, có electron hóa trị là phi kim Mỗi chu kì thường bắt đầu là các kim loại, sau đó là các phi kim và cuối cùng là khí https://thi247.com/ Trang 10 (11) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Quy tắc chung các phản ứng hóa học là nguyên tử thường có xu hướng nhường nhận electron để trở thành các ion có cấu hình electron khí (với electron lớp ngoài cùng) Quy tắc này gọi là quy tắc “bát tử” (8 electron) VD1: Clo (Z = 17) có electron lớp ngoài cùng nên dễ nhận thêm electron để tạo thành anion Cl– có cấu hình electron khí Ar Ion đa nguyên tử ‒ Dưới đây là ion đa (nhiều) nguyên tử bạn cần nhớ CATION ANION + NH4 (amoni) NO 3– (nitrat) CO32– (cacbonat) Ion N: Ion C: (hiđrocacbonat) Ion S: SO42– (sunfat) Ion P: PO43– (photphat) NO2– (nitrit) HCO3– Liên kết hóa học ‒ Liên kết hóa học chia thành hai loại chính Liên kết ion Thường tạo thành kim loại với phi kim (hoặc với ion đa nguyên tử) VD: KF, NH4Cl, Na2SO4 Liên kết cộng hóa trị (CHT) Thường tạo thành phi kim và phi kim Liên kết CHT không phân cực Liên kết CHT phân cực Được tạo thành hai phi kim giống có độ âm điện gần (thường là cacbon và hiđro) VD: O2, Cl2, CH4 Được tạo thành hai phi kim có độ âm điện khác nhiều VD: HCl, H2O, NH3 Công thức hợp chất ion ‒ Khi kết hợp hai ion X và Y với tạo thành hợp chất thì có tỉ lệ Sè nguyª n tö X Sè nguyª n tö X https://thi247.com/ ®iÖn tÝch ion cña Y ®iÖn tÝch ion cña X Trang 11 (12) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHẢN ỨNG HÓA HỌC Quy tắc xác định số oxi hóa ‒ Số oxi hóa (viết tắt: SOH) là điện tích nguyên tử đơn chất, hợp chất Có quy tắc để xác định số oxi hóa Quy tắc Nội dung Ví dụ 0 SOH nguyên tố đơn chất Cl , O3 , S +1 1 Trong hợp chất, kim loại nhóm IA (Li, Na, Na Cl, K SO K, Rb, Cs) có SOH +1 +2 Trong hợp chất, kim loại nhóm IIA (Be, Mg, +2 Mg O, Ba SO Ca, Sr, Ba) có SOH +2 Nguyên tử các nguyên tố sau có +3 1 +2 +3 +2 1 Al F3 , Zn O SOH hợp chất: Al, Zn , F +1 Trong đa số hợp chất, hiđro thường có SOH +1 H O, N H +17 2 2 Trong đa số hợp chất, oxi thường có SOH – Fe O , HN O 28 -1 -1 Trong các hợp chất hai nguyên tố, các Mg Br , Cr Cl3 halogen (Cl2, Br2, I2) luôn có SOH –1 (ngoại trừ hợp chất với oxi) ‒ Trong phân tử (trung hòa điện), tổng SOH tất các nguyên tử ‒ Trong ion, tổng SOH tất các nguyên tử điện tích ion VD1: Xác định SOH nitơ ion NO3– Theo quy tắc 6, SOH oxi là – Đặt SOH nitơ là x x (2) 1 x +5 N O Phản ứng oxi hóa – khử ‒ Trong PƯ oxi hóa – khử có thay đổi SOH số nguyên tử Nguyên nhân là có trao đổi electron các chất tham gia phản ứng: Các chất nhường (cho) electron thì SOH tăng lên, các chất nhận electron thì SOH giảm xuống ‒ Các thuật ngữ PƯ oxi hóa – khử tóm tắt bảng sau: Đơn chất là chất có nguyên tố Riêng các hợp chất với kim loại thì hiđro có SOH –1 Trong hợp chất H2O2 thì oxi có SOH –1 https://thi247.com/ Trang 12 (13) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Lưu ý xác định các chất oxi hóa và chất khử thì xác định chất PƯ (không xét đến các sản phẩm) ‒ Khi chất khử và chất oxi hóa giống thì PƯ gọi là “tự oxi hóa – khử” 1 +1 VD2: Cl2 H O H Cl H Cl O ‒ Khi chất khử và chất oxi hóa thuộc hai nguyên tố khác cùng phân tử thì PƯ gọi là “oxi hóa – khử nội phân tử” +5 2 1 MnO VD3: 2K ClO3 2K Cl + O2 t o Phương pháp cân phản ứng oxi hóa – khử ‒ Phương pháp cân đây gọi là “phương pháp thăng electron” • Bước 1: Xác định các nguyên tử bị thay đổi SOH PƯ • Bước 2: Viết khử và oxi hóa, lưu ý phải cân số nguyên tử nguyên tố các quá trình • Bước 3: Xác định hệ số cân bằng9 và cân các quá trình • Bước 4: Điền hệ số và cân phương trình ‒ Ở bước 3, cân các quá trình thì cần lưu ý trường hợp sau (1) Nguyên tử có mặt nhiều phân tử (2) Nguyên tử tham gia đồng thời hai quá trình (khử và oxi hóa) Khi đó, không thể điền hệ số và cân trực tiếp với nguyên tử này Hệ số cân có thể xác định cách lấy số electron quá trình này làm hệ số cho quá trình Lưu ý tỉ lệ các hệ số phải rút gọn tối giản https://thi247.com/ Trang 13 (14) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 VD4: Cân PƯ: KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O Trong PƯ trên, Cl–1 vừa là chất khử, vừa tham gia tạo môi trường PƯ10 (xuất nhiều phân tử), đó không thể cân trực tiếp clo cách điền hệ số mà phải cân qua các nguyên tố khác Cân kali: 2KMnO HCl KCl 2MnCl 5Cl H O 2K Cân clo: 2KMnO4 16 HCl 2KCl 2MnCl 5Cl H 2O 16 Cl Cân hiđro: 2KMnO 16HCl 2KCl 2MnCl 5Cl H 2O 16 H Lúc này, PƯ đã cân Phản ứng có nhiều chất khử chất oxi hóa ‒ Các PƯ oxi hóa – khử thường có nguyên tố tăng SOH (chất khử), nguyên tố giảm SOH (chất oxi hóa) Tuy nhiên, số trường hợp có thể có nhiều (2 3) nguyên tố là chất khử (hoặc chất oxi hóa) và các nguyên tố này lại thường cùng thuộc phân tử Trường hợp này gọi là PƯ có nhiều chất khử chất oxi hóa +1 2 o +2 +4 t Cu O + S O2 có hai chất khử là Cu+1 và S–2 VD5: Trong PƯ: Cu2 S + O ‒ Để đơn giản, có thể xem rằng: Trong các phân tử mà tất các nguyên tử là chất khử (hoặc chất oxi hóa) thì SOH tất các nguyên tử o t Fe2(SO4)3 + SO + H2O VD6: Viết khử PƯ: FeS + H2SO4 (đặc) 10 Chất tạo môi trường nghĩa là còn sản phẩm https://thi247.com/ Trang 14 (15) Giáo viên: Trần Thanh Bình VD7: Cân PƯ: SĐT: 0977111382 o t FeS + H2SO (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Trong PƯ trên, S+6 vừa là chất khử, vừa tham gia tạo môi trường PƯ (xuất nhiều phân tử), đó không thể cân trực tiếp lưu huỳnh cách điền hệ số mà phải cân qua các nguyên tố khác Bạn hãy tự cân tiếp: o t Fe2 (SO )3 + 9SO + H O Cân lưu huỳnh: 2FeS + .H 2SO 12 S Cân hiđro: o t 2FeS + .H SO Fe2 (SO )3 + 9SO2 + .H 2O Lúc này PƯ đã cân bằng! Dự đoán tính chất oxi hóa – khử đơn chất ‒ Nguyên tắc 1: Đơn chất kim loại có thể nhường electron có tính khử ‒ Nguyên tắc 2: Đơn chất phi kim vừa có thể nhường nhận electron11, đó phi kim vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa (trừ flo) Xét phi kim X nhóm chính thứ n (tương ứng với n electron hóa trị), đó X có hai xu hướng PƯ chính: Nhận thêm (8 – n) electron Nhường n electron để tạo để tạo ion có cấu hình ion có cấu hình khí khí thuộc chu kì trước cùng chu kì X0 – n∙e → X+n X0 + (8 – n)e → X–(8 – n) Giá trị –(8 – n) và +n là SOH thấp và cao X hợp chất VD8: Nitơ thuộc nhóm VA Có electron hóa trị SOH cao và thấp nitơ là –3 và +5 11 Riêng flo (F2) thì có thể nhận không thể nhường electron nên có tính oxi hóa https://thi247.com/ Trang 15 (16) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Dự đoán tính chất oxi hóa – khử kim loại hợp chất ‒ Trong hợp chất, các kim loại điển hình (nhóm IA, IIA, Al, Zn, Ag) có SOH và đó là SOH cao Do đó, chúng có thể chuyển từ SOH này (đơn chất) không thể tăng thêm Chỉ có tính oxi hóa ‒ Một số kim loại nhóm B có thể có nhiều SOH hợp chất (VD9: Fe có SOH +2 và +3) Nếu hợp chất, các kim loại này chưa đạt tới SOH cao thì chúng vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử Dự đoán tính chất oxi hóa – khử phi kim hợp chất ‒ Xét phi kim X thuộc nhóm chính thứ n Trong hợp chất, X có SOH nằm hai giá trị –(8 – n) và +n (chính là SOH thấp và cao nhất) thì X vừa có tính khử, vừa có tính oxi hóa Lưu ý: F2 và O là các phi kim mạnh (có độ âm điện lớn nhất) nên anion F– và O2– có tính khử yếu, thể có dòng điện Do đó, các PƯ hóa học, các ion F– và O2– không thể tính khử Dự đoán tính chất oxi hóa – khử hợp chất ‒ Nguyên tắc: Tính oxi hóa – khử hợp chất là kết hợp tính oxi hóa và tính khử tất các nguyên tử có hợp chất https://thi247.com/ Trang 16 (17) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHỤ LỤC 1: CHẤT OXI HÓA VÀ CHẤT KHỬ ĐIỂN HÌNH https://thi247.com/ Trang 17 (18) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Khái niệm và công thức tính tốc độ phản ứng ‒ Tốc độ PƯ là thay đổi (độ biến thiên) nồng độ chất PƯ sản phẩm đơn vị thời gian ‒ Xét PƯ có tham gia chất A từ thời điểm t1 đến t2 Tốc độ PƯ A là: v A C A t C C1 mol lít đơn vị thời gian t t1 ‒ Xét PTPƯ tổng quát: aA + bB → cC + dD (a, b, c, d: hệ số tỉ lượng hệ số cân bằng) Độ biến thiên nồng độ (ΔC) các chất PƯ có thể khác Tốc độ PƯ chất v i C i có thể khác Để tính tốc độ toàn t PƯ thì phải chia tốc độ chất cho hệ số tỉ lượng C A C B v t b t a vA vB Các yếu tố ảnh hưởng tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng Tác động vào phản ứng Tăng nồng độ Tăng áp suất Tăng nhiệt độ Tăng diện tích tiếp xúc Thêm xúc tác Chất khí Chất lỏng Chất rắn ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ X X X ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Trong đó: ↑ là tốc độ tăng lên; X là không ảnh hưởng đến tốc độ https://thi247.com/ Trang 18 (19) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 CÂN BẰNG HÓA HỌC Phản ứng thuận nghịch ‒ PƯ thuận nghịch là PƯ diễn theo hai chiều ngược nhau, cùng ” sử dụng để mô tả hai chiều PƯ diễn đồng điều kiện Mũi tên “ thời t , p, xt Fe VD1: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) là PƯ thuận nghịch o Cân hóa học cC + dD ‒ Xét PƯ thuận nghịch: aA + bB Thực chất, có hai PƯ diễn đồng thời: • PƯ thuận: A + B → C + D, có tốc độ là vt • PƯ nghịch: C + D → A + B, có tốc độ là Tại thời điểm xác định, vt = – đó PƯ đạt tới trạng thái cân và nồng độ các chất không thay đổi c ‒ Khi PƯ đạt cân bằng, giá trị K C d C D a b A B gọi là số cân PƯ Trong đó [i] là nồng độ chất i cân Ở nhiệt độ xác định, KC luôn không thay đổi ‒ Biểu thức tính số cân KC (hoặc viết gọn là K) xét với chất khí chất tan dung dịch Trong PƯ có chất rắn thì không viết nồng độ chất rắn vào biểu thức tính KC CaCO3 (r) là VD2: Hằng số cân CaO (r) + CO2 (k) K CO2 Mối liên hệ các biểu thức tính KC ‒ Nguyên tắc 1: Các PƯ ngược chiều thì có KC là nghịch đảo ‒ Nguyên tắc 2: Xét hai PƯ thuận nghịch cùng chất khác hệ số tỉ lượng Giả sử PƯ thứ có hệ số tỉ lượng gấp n lần PƯ thứ hai thì n K1 K 2SO3 (k) VD3: Xét hai PƯ: (1) 2SO2 (k) + O2 (k) K1 SO3 (k) O2 (k) K2 (2) SO2 (k) + SO3 SO2 O SO3 SO O 2 Dễ nhận thấy K1 K Kết này phù hợp với nguyên tắc vì các hệ số tỉ lượng K gấp đôi K2 https://thi247.com/ Trang 19 (20) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hóa học ‒ Cân có thể bị chuyển dịch (đổi chiều) thay đổi các yếu tố: (1) nồng độ; (2) áp suất; (3) nhiệt độ Sự chuyển dịch cân tuân theo nguyên lí Lơ Satơlie (Le Chatelier): Một PƯ thuận nghịch trạng thái cân chịu tác động từ bên ngoài (biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ) thì cân chuyển dịch theo chiều chống lại tác động đó Hiệu ứng nhiệt phản ứng ‒ Mỗi PƯ có xảy biến đổi lượng, thường là dạng nhiệt (kí hiệu là ΔH) Nếu • ΔH > thì PƯ gọi là thu nhiệt (làm nhiệt độ giảm xuống) • ΔH < thì PƯ gọi là tỏa nhiệt (làm nhiệt độ tăng lên) Sự chuyển dịch cân Ảnh hưởng Nồng độ Khi tăng nồng độ chất thì cân chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó 12 Áp suất Khi tăng áp suất hệ PƯ thì cân chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí (giảm áp suất)13 Nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ, cân chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ (chiều thu nhiệt) Lưu ý: Chất xúc tác làm PƯ nhanh đạt tới trạng thái cân không làm chuyển dịch cân 12 13 Khi thêm bớt chất rắn thì cân không bị chuyển dịch H2 (k) + I2 Trong PƯ, tổng số phân tử khí hai vế (VD: 2HI (k) (k)) thì cân đó không bị chuyển dịch áp suất thay đổi https://thi247.com/ Trang 20 (21) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 DUNG DỊCH Khái niệm dung dịch ‒ Khi hòa tan chất A vào nước thu dung dịch A Khi đó A gọi là chất tan còn nước là dung môi14 ‒ Nồng độ phần trăm (C%) chất tan dung dịch tính theo công thức: ‒ Nồng độ mol (CM) chất tan dung dịch tính theo công thức: ‒ Giữa nồng độ phần trăm và nồng độ mol có mối liên hệ sau Chất điện li ‒ Quá trình phân li các chất nước thành ion gọi là điện li Các chất tan nước bị phân li thành ion gọi là chất điện li Chất điện li có thể là axit, bazơ muối ‒ Khi hòa tan chất vào nước thì có thể xảy hai trường hợp: • Các phân tử bị hòa tan phân li ion Chất điện li mạnh • Các phân tử bị hòa tan phân li phần ion Chất điện li yếu Lí thuyết axit – bazơ cổ điển ‒ Axit là hợp chất có hay nhiều nguyên tử hiđro liên kết với gốc axit Công thức chung là HmA (A là gốc axit) VD1: HCl, H2SO4, H2CO3, … ‒ Bazơ là hợp chất gồm nguyên tử kim loại (hoặc nhóm NH4) liên kết với hay nhiều nhóm OH Công thức chung là B(OH)n (B là kim loại nhóm NH4) VD2: NaOH, NH4OH (hay dung dịch NH3), … ‒ Muối là hợp chất gồm hay nhiều nguyên tử kim loại (hoặc nhóm NH4) liên kết với hay nhiều gốc axit Công thức chung là B mAn VD3: Na2SO4, KCl, … Lí thuyết axit – bazơ Bron-stêt Lí thuyết cổ điển chưa giải thích chất Na2CO3 (không có nhóm OH) mà lại là bazơ Do đó, lí thuyết axit – bazơ đã mở rộng quan điểm Bron-stêt: 14 Có nhiều loại dung môi khác (như benzen, toluen) nhiên H2O là dung môi phổ biến https://thi247.com/ Trang 21 (22) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Axit là chất tan nước có khả nhường proton (H+) VD4: NH4Cl là axit vì dung dịch, NH4+ có khả nhường H+ cho H2O NH3 + H3O + NH4+ + H 2O VD5: Na2CO là bazơ vì dung dịch, CO32– có khả nhận proton từ H2O HCO3– + OH– CO32– + H 2O pH – pOH ‒ Đại lượng pH sử dụng để đánh giá nồng độ ion H+ dung dịch pH = lg H+ hay H 10 pH (lg là logarit số 10) Giá trị pH cho biết môi trường có tính axit, bazơ hay trung tính • pH < 7: Môi trường axit • pH = 7: Môi trường trung tính • pH > 7: Môi trường bazơ ‒ Ngoài giá trị pH, còn có thể sử dụng giá trị pOH lg OH Lưu ý dung dịch thì pOH + pH = 14 Phân loại muối ‒ Những muối mà gốc axit còn hiđro và có khả nhường proton thì gọi là muối axit (VD6: NaHSO4, NaHS) còn muối mà gốc axit không còn hiđro (hoặc chứa hiđro không có khả nhường proton) thì gọi là muối trung hòa (VD7: Na2CO 3, K2SO4) ‒ Các muối axit thì luôn có tính axit Các muối trung hòa thì có thể có tính bazơ đó là muối axit yếu VD8: Na2CO3 có tính bazơ còn NaHSO thì không ‒ Xét axit yếu điển hình dạng H2X Sự chuyển hóa H2X và các muối tương ứng biểu diễn theo sơ đồ sau đây: Có thể dự đoán tính axit – bazơ H2X, HX–, X2– sau: Tính chất PƯ với bazơ (tính axit) PƯ với axit (tính bazơ) H 2X Có PƯ X HX– Có PƯ Có PƯ X2– X Có PƯ Dễ nhận thấy HX– vừa PƯ với axit và bazơ nên đây là chất lưỡng tính https://thi247.com/ Trang 22 (23) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHỤ LỤC 2: AXIT VÀ BAZƠ VÔ CƠ https://thi247.com/ Trang 23 (24) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHẢN ỨNG ION TRONG DUNG DỊCH Khái niệm kết tủa và tính tan hợp chất ion ‒ Kết tủa là chất rắn, gần không tan nước và điện li yếu Trong PƯ hóa học, kết tủa thường kí hiệu là “↓” Kết tủa có thể là axit (hiếm gặp), bazơ, phổ biến là muối ‒ Kết tủa là hợp chất ion, gồm cation và anion kết hợp với Hợp chất tan (không kết tủa) Tất các cation kim loại nhóm IA và nhóm amoni (NH4+) tạo hợp chất ion tan Tất các muối ion nitrat (NO3–) và axetat (CH3COO–) tan Đa số muối ion halogenua (Cl–, Br–, I–) tan, trừ muối cation Ag+ và Pb2+ Đa số các muối sunfat (SO42–) tan, trừ muối ion Ca2+, Ba2+, Pb 2+ Đa số hiđroxit kim loại không tan, trừ hiđroxit kim loại nhóm IA và Ca, Ba Đa số muối ion cacbonat (CO32–), sunfit (SO32–) và photphat (PO43–) không tan, trừ muối các kim loại nhóm IA và NH4 Đa số muối sunfua (S2–) không tan, trừ muối kim loại nhóm IA, IIA, NH4 và Al Kết tủa Chất khí ‒ Chất khí có nhiều loại, thường gặp là các axit bazơ yếu, gồm: • Axit yếu: CO2, SO 2, H2S • Bazơ yếu: NH ‒ Các khí thường tạo từ kết hợp các ion sau OH– + Cation H+ + anion axit yếu bazơ yếu Axit yếu Anion tương ứng 15 – 2– H2CO3 HCO3 , CO3 Thường gặp – 2– H2SO3 HSO3 , SO3 là cation NH4+ HS–, S2– H 2S 15 H2CO3 là axit yếu, kém bền, dễ phân hủy theo PƯ: H2CO3 H2O + CO2 Do vậy, H2CO3 thực chất là CO2 nước Tính chất H2SO3 tương tự https://thi247.com/ Trang 24 (25) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Phân loại chất điện li Chất điện li mạnh • Axit mạnh • Bazơ mạnh • Hầu hết các muối tan Chất điện li yếu • Axit yếu • Bazơ yếu • H2O và kết tủa ‒ Theo phân loại trên thì các chất khí (là các axit bazơ yếu) thuộc loại chất điện li yếu Phản ứng ion dung dịch ‒ PƯ dung dịch các chất điện li thực là PƯ các ion với Các PƯ ion dung dịch có thể chia thành hai loại: • PƯ oxi hóa – khử • PƯ không oxi hóa – khử (còn gọi là “PƯ trao đổi ion”) Phản ứng trao đổi ion ‒ PƯ trao đổi ion các chất điện li dung dịch xảy các ion kết hợp với tạo thành ít chất điện li yếu (thường là kết tủa, chất khí nước) PƯ trao đổi ion có thể chia thành hai loại nhỏ: Cách viết phương trình ion thu gọn Nguyên tắc: PƯ dung dịch các chất điện li là PƯ các ion với Tuy nhiên, có số ion PƯ còn số khác thì không Do vậy, có thể viết PTPƯ dạng thu gọn, đó các ion không PƯ bị lược bỏ ‒ Bước 1: Cân PT phân tử (dạng đầy đủ) ‒ Bước 2: Viết các chất PƯ dạng ion, ngoại trừ: chất kết tủa, chất khí các chất điện li yếu khác ‒ Bước 3: Lược bỏ các ion xuất hai vế phương trình (đó là các ion không tham gia PƯ) https://thi247.com/ Trang 25 (26) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Bài toán phản ứng axit mạnh và bazơ mạnh Nguyên tắc: Với các bài toán tính pH dung dịch sau PƯ (hỗn hợp) axit mạnh PƯ với (hỗn hợp) bazơ mạnh thì cần tiến hành các bước sau: ‒ Bước 1: Tính số mol H +, OH– ban đầu ‒ Bước 2: Viết PTPƯ: H + + OH – → H2O và tính số mol chất còn dư sau PƯ ‒ Bước 3: Tính nồng độ H+ OH– còn dư sau PƯ Lưu ý các công thức sau: pH lg H ; pOH lg OH ; pH pOH 14 Sự trung hòa điện tích dung dịch ‒ Trong dung dịch, điện tích luôn trung hòa (bằng 0), đó: Tổng số mol ion nhân với điện tích ion tương ứng n q = i i Trong đó: ni là số mol ion; qi là điện tích ion tương ứng https://thi247.com/ Trang 26 (27) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 HALOGEN VÀ HỢP CHẤT Giới thiệu nhóm halogen ‒ Nhóm nguyên tố VIIA thường gọi là nhóm halogen, gồm: F, Cl, Br, I, At – đó At là nguyên tố phóng xạ, kém bền nên chúng ta không nghiên cứu ‒ Các nguyên tố halogen có đặc điểm: • Đơn chất tồn dạng X • Đều là phi kim, độ âm điện lớn • Có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng: ns2np5 (7 electron) NhËn thªm 1e X 1 Halogen có hai xu hướng phản ứng chính là: X 7 Nhường 7e Halogen vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử, nhiên tính oxi hóa trội ‒ SOH hợp chất halogen thường là –1 Ngoài ra, các halogen (trừ F) còn có SOH +1, +3, +5, +7 hợp chất (thường là với oxi) Khái quát tính chất hóa học Điều chế halogen ‒ Trong thiên nhiên, halogen tồn chủ yếu dạng ion halogenua X– (thường là muối khoáng) Do đó, đơn chất halogen thường điều chế X cách oxi hóa các ion này: 2X– – 2e https://thi247.com/ Trang 27 (28) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 – Halogen X2 có tính oxi hóa càng mạnh thì ion halogenua X– có tính khử càng yếu và càng khó điều chế Tùy thuộc vào tính oxi hóa halogen mà lựa chọn tác nhân oxi hóa phù hợp – Clo là halogen quan trọng Trong công nghiệp, clo điều chế cách điện phân dung dịch muối NaCl Giữa hai điện cực có màng ngăn xốp để tránh PƯ NaOH và Cl2 Hiđro halogenua ‒ Hiđro halogenua là các hợp chất halogen và hiđro, công thức chung là HX, có khả tan nước tạo thành dung dịch “axit halogenhiđric” Tính axit chúng tăng theo chiều tăng bán kính nguyên tử halogen: HF HCl HBr HI axit yÕu axit m¹nh ‒ Dung dịch HX có đầy đủ tính chất axit điển hình (xem PHỤ LỤC 2) Điều chế HX ‒ Có hai phương pháp điều chế HX ‒ Br‒ và I‒ có tính khử mạnh, đó H 2SO4 đặc, nóng lại là chất oxi hóa mạnh nên không thể điều chế HBr và HI phương pháp sunfat vì sinh chúng bị H 2SO4 oxi hóa thành Br2 và I2 t Br2 + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 (đặc, nóng) o o t 8HI + H2SO (đặc, nóng) 4I2 + H 2S + 4H 2O https://thi247.com/ Trang 28 (29) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Nhận biết ion halogenua ‒ Đa số muối halogenua tan nước, trừ số muối ion Ag+, Pb2+ ‒ Các muối halogenua (kết tủa) thường gặp là: AgCl, PbCl2 (đều có màu trắng) ‒ Phương pháp để nhận biết ion halogenua dung dịch là “PƯ với ion Ag+”: có F‒ không kết tủa, còn lại các halogenua khác tạo kết tủa ——— ——— https://thi247.com/ Trang 29 (30) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 OXI VÀ HỢP CHẤT Oxi và ozon ‒ Oxi có hai dạng thù hình16 là: O2 (oxi phân tử) và O (ozon) Cả hai chất này là chất khí điều kiện thường và có tính oxi hóa mạnh, nhiên tính oxi hóa O3 mạnh O2 Lưu ý: Trong đa số PƯ O2 O3 với kim loại thì kim loại bị chuyển t lên SOH cao nhất, ngoại trừ PƯ: 3Fe + 2O2 Fe3O4 Fe3O4 (oxit sắt từ) là hỗn hợp Fe2O3 và FeO (tỉ lệ mol 1:1) o Điều chế oxi ——— ——— 16 Thù hình: các dạng tồn khác đơn chất https://thi247.com/ Trang 30 (31) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 LƯU HUỲNH VÀ HỢP CHẤT Tính chất lưu huỳnh và hợp chất: Xem trang bên So sánh tính chất SO2 và CO So sánh Giống Khác SO2 CO2 ‒ Đều PƯ với các bazơ / oxit bazơ tạo thành muối PƯ thường gặp là với Ca(OH)2 tạo thành kết tủa trắng (X = S, C) Ca(OH)2 + XO2 → CaXO3↓+ H2O ‒ Cả S và C có SOH +4 SOH S là trung gian SOH C là cao SOH cao và thấp CO có tính oxi SO2 vừa có tính oxi hóa, vừa có hóa tính khử SO2 PƯ với các chất oxi hóa mạnh: oxi, halogen, KMnO còn CO2 thì không PƯ thường dùng để nhận biết hai khí là PƯ với nước brom (màu nâu đỏ), SO có thể làm nhạt màu dung dịch SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H 2SO4 https://thi247.com/ Trang 31 (32) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Nhận biết ion sunfat ‒ Ion sunfat (SO 42‒) nhận biết PƯ với ion Ba2+ (hoặc Pb2+) tạo thành kết tủa màu trắng Các thuốc thử thường dùng là: Ba(OH)2, Ba(NO3)2, BaCl2 https://thi247.com/ Trang 32 (33) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Ion hiđrosunfat (HSO4‒) không tạo kết tủa với ion Ba2+ có thể nhận biết Ba(OH)2 ion này có tính axit yếu, có thể PƯ với dung dịch kiềm tạo thành ion sunfat HSO4‒ + OH‒ → SO42‒ + H2O Ba2+ + SO42‒ → BaSO4↓ Bài toán kim loại phản ứng với H2SO4 đặc ‒ Trong PƯ kim loại (giả sử là X) với H2SO4 đặc, tạo sản phẩm khử S+(6 – y) luôn xảy hai quá trình: • Sự oxi hóa: X0 – x∙e → X +x • Sự khử: S+6 + y∙e → S+(6 – y) ‒ Đề bài thường cho biết liệu liên quan đến số mol kim loại sản phẩm khử yêu cầu xác định giá trị còn lại Khi đó, bạn giải bài toán sau: • Gọi số mol electron mà X nhường và S+6 nhận là nnhường và n nhận n nh êng x n kim lo¹i n nhËn y n s ¶ n phÈm khö • Theo các quá trình trên thì: • Theo định luật bảo toàn electron thì: x n kim lo¹i y ns ¶ n phÈm khö n nh êng n nhËn Giải PT trên để xác định giá trị cần tìm Công thức tính nhanh số mol axit và khối lượng muối BÀI TOÁN: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp kim loại vào lượng vừa đủ với dung dịch H2SO đặc, nóng thu SO2 (là sản phẩm khử nhất) Cho biết khối lượng kim loại và số mol SO2, tính số mol axit đã phản ứng và khối lượng muối tạo thành ‒ Tính nhanh số mol axit: Xét bán PƯ khử: SO42– + 4H+ + 2e → SO2 + H2O Dễ nhận thấy: n H 4n SO2 n H 2n H2SO4 n H2SO4 = 2n SO2 (*) (*) Do phân tử H2SO4 phân li thành 2H+ ‒ Tính nhanh khối lượng muối: m muèi = m kim lo¹i + 96nSO https://thi247.com/ Trang 33 (34) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 NITƠ VÀ HỢP CHẤT https://thi247.com/ Trang 34 (35) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Tính chất nitơ và hợp chất: Xem trang trước Nhận biết ion nitrat ‒ Tất các muối nitrat tan tốt nước, đó không thể sử dụng phương pháp kết tủa để nhận biết ion nitrat Phương pháp phổ biến để nhận biết ion nitrat là đun nóng với Cu và axit, xảy PƯ oxi hóa – khử sau: 3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Dung dịch sau PƯ xuất màu xanh ion Cu2+ và có khí không màu, hóa nâu không khí thoát NO + O2 → NO2 Bài toán kim loại phản ứng với HNO3 ‒ Khi cho kim loại PƯ với HNO3, sản phẩm khử N+5 có thể là: • Chất khí: NO2 , NO, N , N O nâu đỏ kh«ng mµu • Muối tan: NH4NO3 ‒ PƯ kim loại và HNO3 thường tạo sản phẩm khử là chất khí số trường hợp còn có thể tạo NH4NO3 Nhận biết NH4NO3 cách nhỏ NaOH vào dung dịch sau PƯ, có khí thoát thì có thể kết luận đó là NH4NO3 NH4NO3 + NaOH → NaNO + H 2O + NH3↑ ‒ Xét PƯ kim loại X với HNO3 tạo sản phẩm khử (dạng khí) là N+(5 – y) n nh êng x n kim lo¹i • Sự oxi hóa: X0 – x∙e → X +x n nhËn y n s ¶ n phÈm khö • Sự khử: N+5 + y∙e → N+(5 – y) Nếu nnhường = nnhận thì không có NH4NO3 Nếu nnhường > nnhận thì có NH4NO3 tạo thành Không xảy trường hợp nnhường < n nhận ‒ Nếu có tạo thành NH4NO3 : N+5 + 8e → N–3 Số mol electron mà N+5 đó nhận để tạo thành N –3 là: n e nnhường nnhận Công thức tính nhanh số mol axit và khối lượng muối BÀI TOÁN: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp kim loại vào lượng vừa đủ với dung dịch HNO3 thu NO (là sản phẩm khử nhất) Cho biết khối lượng kim loại và số mol NO, tính số mol axit đã phản ứng và khối lượng muối tạo thành • Tính nhanh số mol axit: n HNO = 4n NO • Tính nhanh khối lượng muối: m muèi = m kim lo¹i + 186n NO ‒ Xét bán PƯ khử dạng tổng quát: aH+ + bNO3– → sản phẩm khử Công thức tính nhanh khối lượng muối: m muèi = m kim lo¹i + 62(a b) n s¶n phÈm khö https://thi247.com/ Trang 35 (36) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHOTPHO VÀ HỢP CHẤT Tính chất photpho và hợp chất Sản xuất photpho ‒ Nguyên liệu chính để sản xuất photpho là các loại quặng có chứa muối photphat, điển hình là quặng apatit 3Ca3(PO4)2∙CaF2 và photphorit Ca3(PO4)2 Trong công nghiệp, photpho sản xuất cách nung quặng photphorit, cát (SiO2) và than cốc (C) lò điện 1200 oC: t Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C 3CaSiO3 + 2P + 5CO o Nhận biết ion photphat ‒ Thường dùng ion Ag+ để nhận biết ion PO43– PƯ tạo kết tủa vàng 3Ag+ + PO43– → Ag3PO4↓ Khái niệm phân bón và độ dinh dưỡng phân ‒ Phân bón là hợp chất có chứa các nguyên tố dinh dưỡng, bón cho cây nhằm tăng suất cây trồng Phân bón đưa vào đất ion cần thiết cho cây, chủ yếu là ion nitơ (phân đạm), photpho (phân lân), kali (phân kali) ‒ Một đại lượng quan trọng là “độ dinh dưỡng phân” – sử dụng để xác định hàm lượng các nguyên tố phân bón Tùy vào loại phân bón mà cách tính hàm lượng nguyên tố khác Phân loại Phân đạm Phân lân Phân kali https://thi247.com/ Cách tính độ dinh dưỡng Tính theo % khối lượng N phân Tính theo % khối lượng P2O5 phân Tính theo % khối lượng K2O phân Trang 36 (37) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Những loại phân bón điển hình https://thi247.com/ Trang 37 (38) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 CACBON VÀ HỢP CHẤT Tính chất cacbon và hợp chất https://thi247.com/ Trang 38 (39) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Nhận biết ion cacbonat ‒ Ion cacbonat (CO32‒) tạo kết tủa màu trắng với các cation M2+ (Mg2+, Ca2+, Ba2+) nên có thể dùng hiđroxit muối tan chứa các cation này để nhận biết ion CO 32‒ ‒ Ion hiđrocacbonat (HCO3‒) không tạo kết tủa với ion nào có thể nhận biết Ba(OH)2 Ca(OH)2 ion này có tính axit yếu, có thể PƯ với dung dịch kiềm tạo thành ion cacbonat HCO3‒ + OH ‒ → CO32‒ + H2O CO32‒ + Ca2+ → CaCO 3↓ https://thi247.com/ Trang 39 (40) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 TỔNG HỢP KIẾN THỨC PHI KIM Bài toán “axit yếu nhiều nấc phản ứng với dung dịch kiềm” Bài toán này có thể chia thành hai dạng nhỏ: • PƯ CO2 (hoặc SO 2) với dung dịch kiềm • PƯ H3PO4 (hoặc P2O5) với dung dịch kiềm Dạng 1: Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch kiềm, có thể xảy hai PƯ: (1) CO2 + OH– → HCO3– CO2 + 2OH– → CO32– + H 2O (2) Sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào tỉ lệ mol T n OH n CO2 ‒ Trong trường hợp PƯ tạo thành muối (T ≤ T ≥ 2) thì số mol muối tính theo số mol chất PƯ hết ‒ Có trường hợp PƯ tạo hỗn hợp hai muối là < T < Sản phẩm là hỗn hợp HCO3– và CO32– Các bước để xác định số mol muối là ‒ Nếu dung dịch kiềm có Ca(OH)2 Ba(OH)2, có thể xác định số mol kết tủa sau: • Tính n CO tạo thành từ PƯ CO2 và OH– 2 • PTPƯ: Ca2+ + CO32– → CaCO3↓ So sánh: n CO vµ n Ca Giá trị nào lớn thì đó là số mol CaCO3 tạo 2 2 thành Dạng 2: Khi cho H3PO4 tác dụng với dung dịch kiềm, có thể xảy ba PƯ: (1) H3PO4 + OH‒ → H2PO4‒ + H2O 2‒ ‒ (2) H3PO4 + 2OH → HPO4 + 2H2O https://thi247.com/ Trang 40 (41) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 H3PO4 + 3OH‒ → PO43‒ + 3H2O (3) n OH Sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào tỉ lệ mol T n H3 PO4 ‒ Cách xác định số mol sản phẩm tạo thành tương tự bài toán CO2 Lưu ý: Trong trường hợp bài toán P2O thì lưu ý oxit này tan nước sinh H3PO4 theo PƯ: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Do đó, giải tương tự bài toán PƯ H3PO4 và nhớ rằng: n H PO 2n P O Bài toán “khử oxit kim loại CO, H2” t ‒ PTPƯ: MxOy (r) + yCO (k) xM (r) + yCO2 (k) Có bao nhiêu mol CO đã PƯ thì có nhiêu mol CO2 sinh Tổng số mol khí trước và sau PƯ không thay đổi Do đó, tổng thể tích khí không thay đổi t Kim loại + CO2 ‒ PƯ có thể viết dạng tổng quát: Oxit kim loại + CO Có thể hiểu đây là PƯ CO với O (trong oxit) để tạo thành CO2 CO + [O] → CO2 n CO (P¦) = n CO = n O o o Sau PƯ, khối lượng chất rắn giảm (hoặc khối lượng khí tăng lên) chính là khối lượng O (trong oxit) đã tham gia PƯ ‒ Lưu ý: PƯ H2 tương tự CO https://thi247.com/ Trang 41 (42) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI Cặp oxi hóa – khử ‒ Trong PƯ hóa học, kim loại có thể nhường electron (tính khử), tạo cation Ngược lại, cation kim loại có thể nhận electron (tính oxi hóa), tạo kim loại ne M M n d¹ ng ne oxi hãa d¹ ng khö Cặp Mn+/M gọi là cặp oxi hóa – khử ‒ Để đặc trưng cho tính oxi hóa cation kim loại, có thể sử dụng đại lượng là “thế điện cực chuẩn” Thế điện cực chuẩn càng lớn thì tính oxi hóa cation kim loại càng mạng và tính khử kim loại tương ứng càng yếu ‒ Thế điện cực chuẩn quá trình: M n + n e M kí hiệu là E (M Khi /M) n+ so sánh hai cặp oxi hóa – khử, cặp nào có E0 lớn thì • cation có tính oxi hóa mạnh • kim loại có tính khử yếu ‒ Thế điện cực chuẩn các cặp oxi hóa – khử có thể xếp theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải, tạo thành dãy điện hóa Dãy này tương ứng với dãy hoạt động hóa học kim loại Trong dãy điện hóa, từ trái sang phải từ K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag • tính oxi hóa cation tăng dần • tính khử kim loại giảm dần Lưu ý: Fe có hai cặp oxi hóa – khử là Fe2+/Fe và Fe3+/Fe2+ Trong cặp thứ nhất, Fe2+ có tính oxi hóa, còn cặp thứ hai thì Fe2+ có tính khử Nguyên tắc phản ứng oxi hóa – khử ‒ PƯ hai cặp oxi hóa – khử diễn theo chiều Khử mạnh + Oxi hóa mạnh → Khử yếu + Oxi hóa yếu 0 ‒ Giả sử có hai cặp oxi hóa – khử với điện cực chuẩn là E (OH /K ) E (OH 1 /K ) Lưu ý là PƯ không diễn theo chiều ngược lại ‒ Chiều hướng PƯ trên giống chữ “alpha” () nên quy tắc trên gọi là “quy tắc alpha” Ứng dụng quy tắc alpha ‒ Xét cặp oxi hóa – khử bất kì (kí hiệu là OH1 / K1) dãy điện hóa https://thi247.com/ Trang 42 (43) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Theo quy tắc alpha • OH1 PƯ với các dạng khử vùng (tính khử > K1) • K1 PƯ với các dạng oxi hóa vùng (tính oxi hóa > OH2) Ứng dụng: Cho (hỗn hợp) kim loại X1 vào dung dịch Y1 Sau các PƯ xảy hoàn toàn, thu (hỗn hợp) kim loại X2 và dung dịch Y2 Khi đó • X2 còn lại các kim loại có tính khử yếu • Y2 còn lại các cation có tính oxi hóa yếu Pin điện và bình điện phân ‒ Pin điện: Được tạo cách ghép hai điện cực (Mn+/M) với Nguyên tắc hoạt động pin điện là sinh lượng (điện năng) từ PƯ hóa học ‒ Bình điện phân: Cũng có hai điện cực sử dụng lượng (điện năng) để thực PƯ hóa học Thiết bị Pin điện Bình điện phân Tên anot catot anot catot Điện cực Quá trình oxi hóa khử oxi hóa khử Dấu Bản chất các quá (–) trình oxi hóa – khử (+) giống nhau, (+) khác dấu điện cực (–) Nguyên tắc khử catot bình điện phân Cation bị khử Cation không bị khử Cation các kim loại kém hoạt động (từ Zn trở Cation các kim loại sau dãy điện hóa) bị khử thành kim loại trước Zn không bị khử Khi Khi các cation này bị khử hết thì nước bị điện phân, catot xảy khử nước khử VD1: Khi điện phân dung dịch CuCl2 thì catot 2H2O + 2e → H + 2OH– xảy khử Cu2+ khử nước Nguyên tắc oxi hóa anot bình điện phân Anion bị oxi hóa Anion không bị oxi hóa – Các halogen (trừ F ) bị oxi hóa thành Anion F– và các anion chứa oxi halogen Sau các anion này PƯ hết thì NO3–, CO32–, SO42– không bị https://thi247.com/ Trang 43 (44) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 nước bị oxi hóa oxi hóa anot Khi điện phân – VD2: Khi điện phân dung dịch NaCl thì Cl anot xảy oxi hóa nước bị oxi hóa hết thành Cl2 nước bị oxi 2H2O – 4e → O + 4H+ hóa Nguyên tắc điều chế kim loại ‒ Nguyên tắc chung là khử cation thành kim loại nhờ chất khử mạnh dòng Ăn mòn kim loại ‒ Ăn mòn kim loại là phá hủy cấu trúc kim loại hợp kim tác dụng môi trường xung quanh Ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa – khử, đó kim loại là chất khử (bị oxi hóa thành cation) Tùy thuộc vào chế phá hủy kim loại mà tượng ăn mòn chia làm hai loại Ăn mòn hóa học Ăn mòn điện hóa Cơ chế Kim loại PƯ và chuyển electron Kim loại chuyển electron cho các ăn mòn trực tiếp cho chất oxi hóa chất oxi hóa môi trường môi trường PƯ oxi, thông qua chất trung gian halogen, nước, axit (dây dẫn dung dịch điện li) Hiện tượng ăn mòn xảy Hiện tượng ăn mòn xảy Môi trường kim loại đặt môi trường dung dịch chất điện li khí lỏng ‒ Ba điều kiện để xảy ăn mòn điện hóa ĐK1: Phải có hai điện cực (kim loại than chì) khác chất ĐK2: Các điện cực phải tiếp xúc với (trực tiếp qua dây dẫn), tạo thành pin điện hóa ĐK3: Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li https://thi247.com/ Trang 44 (45) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 KIM LOẠI KIỀM VÀ KIỀM THỔ Giới thiệu nhóm kim loại kiềm và kiềm thổ ‒ Kim loại kiềm và kiềm thổ là các nguyên tố đứng đầu chu kì bảng hệ thống tuần hoàn Chúng có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng thấp so với các kim loại cùng chu kì ‒ Các kim loại này tồn thể rắn, phổ biến là dạng tinh thể lập phương tâm khối (tất các kim loại kiềm và Ba) ‒ Các kim loại phổ biến hai nhóm này là Li, Na, K Be, Mg, Ca, Ba Phân loại Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ Các nguyên tố Li, Na, K, Rb, Cs Be, Mg, Ca, Sr, Ba Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns1 (nhóm IA) ns2 (nhóm IIA) Tính chất hóa học kim loại kiềm, kiềm thổ và hợp chất Nước cứng ‒ Nước cứng là loại nước có chứa nhiều cation Ca2+ và Mg2+ Khi đun nấu nước cứng, các ion Ca2+ và Mg2+ tác dụng với ion CO32– (do CO2 tan https://thi247.com/ Trang 45 (46) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 nước phân li ra), tạo thành muối cacbonat kết tủa bám vào đáy, làm hỏng thiết bị ‒ Nước cứng phân thành ba loại, tùy thuộc vào các anion có dung dịch: Phân loại Anion Tính chất Nước cứng tạm thời Chỉ có HCO3– Đun sôi làm tính cứng – 2– Nước cứng vĩnh cửu Cl , SO4 Đun sôi không làm – – tính cứng Nước cứng toàn Có HCO3 , Cl , 2– phần SO4 ‒ Nguyên tắc làm mềm nước cứng: Chuyển ion Ca2+, Mg2+ thành kết tủa (muối cacbonat photphat), sau đó tách khỏi dung dịch nước MCO3 CO 23 , PO34 T¸ch khái dung dÞch M 2 M (PO4 )2 Với loại nước cứng chứa ion HCO3– thì có thể dùng dung dịch kiềm HCO3– + OH – → CO32– + H2O M2+ + CO 32– → MCO3↓ ——— ——— https://thi247.com/ Trang 46 (47) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 NHÔM VÀ HỢP CHẤT Tính chất hóa học nhôm và hợp chất Xem trang bên Lưu ý: Kim loại Al không có tính lưỡng tính Chất lưỡng tính (LT) định nghĩa là chất vừa có tính axit, vừa có tính bazơ Theo đó chất lưỡng tính PƯ với axit và bazơ Kim loại Al PƯ với axit và bazơ: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 6H 2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Tuy nhiên, các PƯ trên là PƯ oxi hóa – khử không phải PƯ axit – bazơ Do đó, Al không có tính axit hay bazơ, không phải là chất LT Phản ứng nhiệt nhôm t ‒ PTPƯ tổng quát: 2yAl + 3MxO y yAl2O + 3xM PƯ nhiệt nhôm thường dùng để sản xuất sắt, và đây là bài toán thường gặp t yAl2O3 + 3xFe (*) 2yAl + 3FexOy ‒ Nếu PƯ xảy hoàn toàn (hiệu suất h = 100 %) thì Al FexOy (hoặc hai chất PƯ hết) Nếu cho hỗn hợp sau PƯ vào NaOH mà có khí thoát thì chứng tỏ Al còn dư (FexO y đã hết) 2Al + 6H 2O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ ‒ Nếu PƯ xảy không hoàn toàn thì Al và FexO y còn dư Lưu ý: Khi tính hiệu suất PƯ (*) thì phải tiến hành các bước sau o o n FexOy n Al vµ Giá trị nào bé thì tính hiệu suất theo chất đó 2y n • Công thức tính hiệu suất: h% chÊt tham gia P¦ 100% n chÊt ban ®Çu • So sánh https://thi247.com/ Trang 47 (48) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 48 (49) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Phản ứng muối Al3+ và dung dịch kiềm BÀI TOÁN: Tính số mol OH– cần cho vào dung dịch Al3+ để thu lượng kết tủa định Bài toán này có thể xảy hai trường hợp: TH1: Al3+ chưa kết tủa hoàn toàn Chỉ xảy PƯ: Al3+ + 3OH– → Al(OH)3↓ n OH 3n Al(OH) 3+ TH2: Al đã kết tủa hoàn toàn và kết tủa đã bị tan phần Xảy hai PƯ: Al3+ + 3OH– → Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH– → [Al(OH)4] – n OH 4n Al3 n Al(OH)3 Nếu đề bài yêu cầu tính số mol bé thì tính theo TH1, còn số mol lớn thì tính theo TH2 Phản ứng muối aluminat Al(OH)4– và axit BÀI TOÁN: Tính số mol H + cần cho vào dung dịch Al(OH)4– để thu lượng kết tủa định Bài toán này có thể xảy hai trường hợp: TH1: [Al(OH)4]– chưa bị chuyển hết thành Al(OH)3 Chỉ xảy PƯ: [Al(OH)4]– + H+ → Al(OH)3↓ + H 2O n H n Al(OH) – TH2: [Al(OH)4] đã chuyển hết thành kết tủa và kết tủa đã bị tan phần Xảy hai PƯ: [Al(OH)4] – + H+ → Al(OH)3↓ + H2O Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O n H 4n Al(OH) https://thi247.com/ 3n Al(OH)3 Trang 49 (50) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 CROM VÀ HỢP CHẤT https://thi247.com/ Trang 50 (51) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 SẮT VÀ HỢP CHẤT Tính chất hóa học sắt và hợp chất Phản ứng oxi hóa sắt HNO3, H2SO4 ‒ Khi hòa tan vào HNO3 (hoặc H 2SO4 đặc, nóng) thì Fe có thể bị oxi hóa thành Fe2+ Fe3+ Sự oxi hóa sắt sau: https://thi247.com/ Trang 51 (52) Giáo viên: Trần Thanh Bình • Fe – 2e → Fe +2 • Fe – 3e → Fe +3 SĐT: 0977111382 n nh êng (1) 2n Fe n nh êng (2) 3n Fe ‒ Số mol electron cực đại mà HNO3 H 2SO4 có thể nhận là nnhận Lúc này, có thể xảy ba trường hợp TH1: nnhËn n nh êng (1) Axit PƯ hết, Fe dư Sản phẩm là muối Fe2+ TH2: nnhËn n nh êng (2) Fe PƯ hết, axit dư Sản phẩm là muối Fe3+ TH3: n nh êng (1) n nhËn n nh êng (2) Cả Fe và axit PƯ hết Sản phẩm là hỗn hợp muối Fe2+ và Fe3+ Phản ứng oxi hóa sắt và hợp chất sắt (II) HNO3, H2SO4 Bài toán: Oxi hóa Fe oxi, thu hỗn hợp chất rắn gồm các oxit và Fe dư Hòa tan hoàn toàn lượng oxit này vào HNO3 dư, thu khí NO (là sản phẩm khử nhất) Cho biết hai ba giá trị: (1) số mol Fe ban đầu; (2) khối lượng hỗn hợp; (3) số mol NO; xác định giá trị còn lại ‒ Khi giải bài toán này, viết dạng PTPƯ thì phức tạp, không thể giải Thay vào đó, chúng ta thường xét dạng tổng quát sau: Chỉ có quá trình oxi hóa: Và hai quá trình khử: Fe0 – 3e → Fe+3 O20 + 4e → 4O–2 n nh êng 3n Fe n nhËn (1) 4n O2 N+5 + 3e → N+2 n nhËn (2) 3n NO Theo định luật bảo toàn electron: 3n Fe 4n O 3n NO sè mol electron nhường sè mol electron nhËn Giải PT trên tìm giá trị cần xác định Lưu ý: Trong số dạng bài tương tự, không có kiện HNO3 dư thì phải viết quá trình oxi hóa N+5 dạng bán PƯ: 4H+ + NO 3– + 3e → NO + 2H2O Khi đó, H+ PƯ hết và số mol electron trao đổi tính theo số mol H+ https://thi247.com/ Trang 52 (53) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 TỔNG HỢP KIẾN THỨC HÓA VÔ CƠ Hợp chất lưỡng tính ‒ Hợp chất lưỡng tính vừa có tính axit, vừa có tính bazơ, đó chúng có thể PƯ với axit (thường là HCl) và bazơ (thường là NaOH) Các nhóm hợp chất lưỡng tính điển hình hóa học vô gồm: Phản ứng ion dung dịch ‒ PƯ ion dung dịch có hai loại: (1) oxi hóa – khử và (2) không oxi hóa – khử (hay còn gọi là PƯ trao đổi ion) PƯ trao đổi ion thường có hai dạng chính: • PƯ axit – bazơ (tạo chất khí H2O) • Tạo kết tủa ‒ Dạng bài thường gặp là cho số chất vừa có khả tham gia PƯ axit – bazơ, vừa có khả tạo kết tủa (thường là hiđroxit muối hiđrocacbonat Ca, Ba) tác dụng với nhiều chất dung dịch Khi đó, bạn cần xét đồng thời khả xảy hai PƯ: axit – bazơ và tạo kết tủa Bài toán “kim loại + axit” ‒ PƯ tổng quát: Kim loại + Axit → Muối + H2 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m muèi = m kim lo¹i + m axit m H (tho¸t ra) ‒ Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng dung dịch sau PƯ thì giải tương tự: m dung dÞch (sau P¦) = m kim lo¹i + mdung dÞch (ban ®Çu) m H2 (tho¸t ra) Bài toán “hòa tan oxit kim loại axit” ‒ Oxi PƯ với hầu hết kim loại (trừ Ag, Pt, Au) tạo thành oxit kim loại Các oxit kim loại dễ bị hòa tan axit mạnh (thường là HCl, H2SO4 loãng) tạo thành muối và nước PƯ oxit với axit thực chất là PƯ với ion H + https://thi247.com/ Trang 53 (54) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 M 2O n 2nH M n + nH 2O n nguyªn tö oxi Theo PTPƯ: n H nO 2n ion H 2n n H+ 2n O n oxit axit Đây chính là công thức tính nhanh số mol H+ cần để hòa tan hoàn toàn oxit Bài toán “kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối” ‒ Kim loại có tính khử mạnh có thể đẩy kim loại có tính khử yếu khỏi dung dịch muối VD1: Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu ‒ Khi cho hỗn hợp kim loại vào hỗn hợp muối, cần lưu ý rằng: • kim loại nào có tính khử mạnh PƯ trước • cation nào có tính oxi hóa mạnh PƯ trước Các chất PƯ lần lượt, chất này hết tới chất ‒ Trong bài toán này, cần lưu ý đến tăng giảm khối lượng chất rắn kim loại mạnh bị hòa tan và kim loại yếu tạo thành Lưu ý: Do E 0Fe / Fe E 0Ag /Fe nên PƯ Fe và AgNO3 xảy sau 3 2 Fe + 2AgNO3 → Fe(NO 3)2 + 2Ag • Ban đầu: • Nếu AgNO3 dư: Fe(NO3)2 + AgNO → Fe(NO3)3 + Ag Phản ứng HNO3, H2SO4 đặc với các chất khử ‒ Bài toán thường gặp là PƯ giữa: Chất oxi hóa • H2SO4 đặc, nóng • HNO3 • Hỗn hợp axit và muối nitrat (H+ và NO3–)17 Chất khử • Kim loại • Muối sunfua • Hợp chất chứa Fe+2 Với các bài toán này, không nên viết PTPƯ dạng phân tử mà nên viết dạng bán PƯ sử dụng phương pháp bảo toàn electron Hai bán PƯ khử quan trọng cần nhớ là: (1) 4H+ + NO3– + 3e → NO + 2H2O (2) 4H+ + SO42– + 2e → SO2 + 2H2O 17 Hỗn hợp H+ + NO3– có tính chất tương tự HNO3 Trong PƯ với chất khử, N+5 bị khử NO https://thi247.com/ Trang 54 (55) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 NHẬN BIẾT PHỤ LỤC 3A: NHẬN BIẾT CÁC CATION TRONG DUNG DỊCH https://thi247.com/ Trang 55 (56) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 PHỤ LỤC 3B: NHẬN BIẾT CÁC ANION TRONG DUNG DỊCH PHỤ LỤC 3C: NHẬN BIẾT CÁC CHẤT KHÍ Công thức và tên gọi CO2 Cacbon đioxit (khí cacbonic) SO2 Lưu huỳnh đioxit (khí sunfurơ) H2S Hiđro sunfua NH3 Tính chất vật lí Không màu, không mùi, không vị PƯ đặc trưng Làm đục nước vôi Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O Làm đục nước vôi CO2 và có thể làm màu dung dịch Br2, I2 SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr Không màu, có mùi trứng Tạo kết tủa với Cu 2+, Pb2+, Cd2+ (tương tự S2–) thối Không màu, có mùi khai Làm quỳ tím ẩm hóa xanh Không màu, có mùi hắc Amoniac https://thi247.com/ Trang 56 (57) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ĐẠI CƯƠNG HÓA HỮU CƠ Công thức phân tử ‒ Công thức đơn giản (CTĐGN) hay công thức tối gian là công thức biểu diễn tỉ lệ tối giản số nguyên tử các nguyên tố phân tử Xét hợp chất hữu có chứa C, H, O với số mol các nguyên tố là nC, nH, nO Tỉ lệ số nguyên tử C : H : O = n C : n H : n O x : y : z CTĐGN là CxHyOz tØ lÖ tèi gian ‒ Công thức phân tử (CTPT) biểu thị số lượng nguyên tử nguyên tố phân tử Nếu CTĐGN hợp chất là CxH yOz thì CTPT có dạng C x HyOz với n là hệ số nguyên Khi biết CTĐGN và khối lượng mol thì n có thể xác định n và CTPT hợp chất Công thức cấu tạo ‒ Công thức cấu tạo (CTCT) biểu diễn thứ tự và cách thức liên kết các nguyên tử phân tử Dạng CTCT mà toàn các nguyên tử và liên kết biểu diễn hết lên mặt phẳng giấy gọi là công thức “khai triển” ‒ Thông thường, biểu diễn cấu tạo thì nên sử dụng công thức cấu tạo “thu gọn”, đó số liên kết đơn (đặc biệt là liên kết đơn hiđro với các nguyên tử khác) bị lược bỏ Đồng đẳng và đồng phân ‒ Đồng đẳng là tượng các chất có cấu tạo và tính chất tương tự nhau, CTPT kém hay nhiều nhóm CH2 Các chất đó hợp thành dãy chất gọi là dãy đồng đẳng https://thi247.com/ Trang 57 (58) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 VD2: Dãy đồng đẳng các ankan là CH C H6 C 3H C H10 CH CH CH Chất sau nhiều chất trước nhóm CH ‒ Đồng phân cấu tạo là tượng các chất có cùng CTPT có cấu tạo khác nhau, đó tính chất lí – hóa khác Các chất đó gọi là các đồng phân cấu tạo VD3: Ứng với CTPT C2H6O có hai chất khác nhau: etanol (CH 3CH 2OH) và đimetyl ete (CH3OCH3) Hai chất này có tính chất lí – hóa khác nhiều Liên kết hợp chất hữu ‒ Liên kết hợp chất hữu chia thành hai loại • Liên kết đơn: còn gọi là liên kết xích-ma (σ), kí hiệu: “—” • Liên kết bội: gồm liên kết σ, còn lại là các liên kết pi (π) Liên kết đôi: 1σ + 1π, kí hiệu là “=” Liên kết ba: 1σ + 2π, kí hiệu là “≡” ‒ Liên kết σ là dạng liên kết bền vững, có thể bị thay khó bị phá vỡ Do vậy, PƯ đặc trưng hợp chất chứa liên kết σ là PƯ ‒ Liên kết π là dạng liên kết kém bền, dễ bị phá vỡ tham gia PƯ hóa học Do vậy, PƯ đặc trưng hợp chất chứa liên kết π là PƯ cộng (phá vỡ liên kết π) Phản ứng đốt cháy ‒ Khi đốt cháy hợp chất hữu thì các nguyên tố C, H, N, … bị oxi hóa sau O CO C O H2 O H O N2 N n C nCO2 n H 2n H2O https://thi247.com/ n N 2n N Trang 58 (59) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 HIĐROCACBON Danh pháp ankan mạch thẳng ‒ Ankan là hiđrocacbon no18, mạch hở, có công thức chung là CnH 2n+2 (n ≥ 1) Danh pháp gốc ankyl ‒ Khi bớt nguyên tử hiđro từ ankan thu gốc ankyl Tên gọi ankyl tương tự ankan, đổi đuôi “an” thành đuôi “yl” Danh pháp ankan mạch phân nhánh ‒ Cấu tạo ankan phân nhánh có thể chia làm hai phần: (1) mạch chính19; (2) nhánh Tên mạch chính gọi theo ankan tương ứng còn tên các nhánh thì gọi theo tên gốc ankyl Các bước để gọi tên ankan: Bước 1: Xác định mạch chính, là mạch dài và nhiều nhánh Bước 2: Đánh số vị trí, phía phân nhánh sớm và tổng số vị trí các nhánh là nhỏ Bước 3: Xác định tên gọi các nhánh và số vị trí Nếu có nhiều nhánh giống thì thêm: (2), tri (3) trước tên nhánh Nếu có nhiều nhánh khác thì ưu tiên gọi nhánh nào có chữ cái đầu tiên xếp trước bảng chữ cái alphabet (ABC) Bước 4: Gọi tên theo công thức Vị trí phân nhánh + tên các nhánh + tên mạch chính VD1: 18 19 Hợp chất no: Trong phân tử chứa liên kết đơn Mạch chính: mạch dài (nhiều cacbon nhất), nhiều nhánh https://thi247.com/ Trang 59 (60) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Lưu ý: Tên gọi ankan phải tuân theo các nguyên tắc • Chữ với chữ phải viết liền • Giữa số với số phải có dấu phẩy “,” • Giữa chữ với số phải có dấu gạch ngang “–” Danh pháp anken và ankin ‒ Anken là hiđrocacbon không no, mạch hở, phân tử có chứa liên kết đôi C=C, công thức chung là CnH 2n (n ≥ 2) ‒ Có bước gọi tên anken Bước 1: Chọn mạch chính là mạch có chứa liên kết đôi, dài và nhiều nhánh Bước 2: Đánh số các nguyên tử cacbon trên mạch chính, phía gần liên kết đôi và phân nhánh sớm Bước 3: Xác định số vị trí liên kết đôi Bước 4: Xác định tên các mạch nhánh (kèm số) Nếu có nhiều nhánh thì gọi tên nhánh theo thứ tự alphabet (ABC) bảng chữ cái Bước 5: Gọi tên anken theo công thức Vị trí phân nhánh + tên các nhánh + tên mạch chính* (*) Tên mạch chính là tên ankan, đổi đuôi “an” “số vị trí liên kết đôi + en” ‒ Ankin là hiđrocacbon không no, mạch hở, phân tử có chứa liên kết ba C≡C, công thức chung là C nH2n–2 (n ≥ 2) Cách gọi tên ankin tương tự, đổi đuôi “en” thành đuôi “in” Tên gọi thông thường ‒ ANKAN: Một số ankan chứa nhóm –CH(CH3)2 gọi là isoankan; số ankan chứa nhóm –C(CH3)3 gọi là neoankan CTCT CTPT Tên gọi CH2=CH2 C2H4 Etilen CH≡CH C2H2 Axetien CH≡C–CH=CH2 C4H4 Vinylaxetilen –CH=CH2 –C2H Gốc vinyl –CH2–CH=CH2 –C3H Gốc anlyl Tính chất hiđrocacbon no ‒ Trong hiđrocacbon no có liên kết σ bền vững (chỉ có thể bị thay khó để phá vỡ), đó tính chất chính hiđrocacbon no là PƯ https://thi247.com/ Trang 60 (61) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Tính chất hiđrocacbon không no ‒ Trong hiđrocacbon không no các nối đôi, nối ba (chứa liên kết π) là trung tâm PƯ Chúng dễ tham gia PƯ cộng với hiđro, halogen, hiđro halogenua, H2O Trong các PƯ này, liên kết π bị phá vỡ và thay hai liên kết σ hai bên https://thi247.com/ Trang 61 (62) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Ngoài anken và ankin, còn có loại hiđrocacbon không no phổ biến là ankađien Đây là hiđrocacbon không no, có công thức chung là CnH2n–2 (giống ankin), phân tử có hai liên kết đôi C=C VD: CH2=CH–CH=CH2 Tính chất ankađien tương tự anken https://thi247.com/ Trang 62 (63) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Tính chất hiđrocacbon thơm ‒ Hợp chất thơm là các chất có chứa vòng benzen phân tử Tuy vòng benzen có liên kết đôi C=C các liên kết này nằm xen kẽ với các liên kết đơn C–C khác, tạo thành hệ thống liên hợp bền vững, khó bị phá vỡ Do đó, tính chất chính hợp chất thơm là PƯ (giống ankan) không phải PƯ cộng https://thi247.com/ Trang 63 (64) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Phản ứng đốt cháy hiđrocacbon ‒ Công thức tổng quát hiđrocacbon là C nH2n+2–2k (k là số liên kết π vòng) PTPƯ đốt cháy hiđrocacbon bất kì là C n H n 2 2k 3n k to O2 nCO (n k)H O Xét các hiđrocacbon mạch hở20 • Chỉ có ankan (k = 0) tạo sản phẩm có n CO n H O 2 • Chỉ có anken (k = 1) tạo sản phẩm có n CO n H O 2 • Các hiđrocacbon không no có k ≥ (ankin, ankađien) luôn có n CO n H O 2 ‒ Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon không cùng dãy đồng đẳng, thường đặt công thức trung bình hỗn hợp là C x H y PTPƯ đốt cháy: n CO2 x n hçn hîp y y to C x Hy x O xCO H O 2 y n H 2O n hçn hîp Trong hỗn hợp, có ít nhất: 20 • chất có số nguyên tử cacbon là N C x • chất có số nguyên tử hiđro là N H y Hiđrocacbon mạch vòng ít đề cập tới https://thi247.com/ Trang 64 (65) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ĐỘ BẤT BÃO HÒA Khái niệm độ bất bão hòa ‒ Độ bất bão hòa (kí hiệu: k) là khái niệm sử dụng hóa học hữu để xác định số vòng số liên kết π phân tử Có số nguyên tắc bạn cần nhớ để xác định độ bất bão hòa: • vòng k = • liên kết đôi (1π) k = • liên kết ba (2π) k = Phân tử không có vòng liên kết bội thì k = Lưu ý: Độ bất bão hòa luôn là số tự nhiên Công thức tính độ bất bão hòa Công thức tổng quát k= (a N) +1 N là số nguyên tử nguyên tố a = (hóa trị nguyên tố) – (Hóa trị: C = 4; H = 1; O = 2; N = 3; Halogen X = 1) Hợp chất CxHyOzNtXv Hợp chất CxHyOz hiđrocacbon CxH y k= 2x + t y + v 2x y k= +1 +1 Dễ nhận thấy số nguyên tử oxi (z) không ảnh hưởng đến độ bất bão hòa Công thức tổng quát hợp chất hữu ‒ Độ bất bão hòa hiđrocacbon CxHy luôn là số tự nhiên k 2x y 2x y 2x y ymax = 2x + 2 Vậy: Với hiđrocacbon, biết số nguyên tử cacbon x thì có thể xác định số nguyên tử hiđro cực đại là 2x + ‒ Sự xuất liên kết π (hoặc vòng) làm giảm nguyên tử hiđro phân tử Đối với các hiđrocacbon không no, mạch hở (anken, ankin), giá trị k còn gọi là độ không no ‒ Công thức tổng quát hiđrocacbon bất kì là: Cn H2n+2 2k ‒ Do oxi không làm ảnh hưởng đến độ bất bão hòa nên công thức tổng quát hợp chất chứa C, H, O bất kì tương tự hiđrocacbon: Cn H2n+2 2kO a https://thi247.com/ Trang 65 (66) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 HỢP CHẤT NHÓM CHỨC Khái niệm nhóm chức ‒ Nhóm chức là nguyên tử (hoặc nhóm nguyên tử) gây PƯ hóa học đặc trưng phân tử hợp chất hữu Trong PƯ hóa học, thường có nhóm chức bị biến đổi còn phần khác phân tử giữ nguyên ‒ Mỗi nhóm chức đại diện cho loại hợp chất hữu định Dưới đây là các hợp chất hữu điển hình và nhóm chức tương ứng chúng Phân loại hợp chất nhóm chức ‒ Hợp chất nhóm chức R–G có thể phân loại theo: (1) chất gốc hiđrocacbon R (no, không no, thơm) (2) số lượng nhóm chức G • Nếu có nhóm chức: hợp chất đơn chức • Nếu có nhiều nhóm chức giống nhau: hợp chất đa chức • Nếu có nhiều nhóm chức khác nhau: hợp chất tạp chức ‒ Trong hợp chất nhóm chức, độ bất bão hòa phân tử là tổng độ bất bão hòa gốc R và nhóm chức G: k = kR + kG Dãy đồng đẳng hợp chất chứa C, H, O ‒ Có ba bước Bước 1: Tính độ bất bão hòa theo công thức: k = kR + kG https://thi247.com/ Trang 66 (67) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 Bước 2: Xác định số nguyên tử oxi Bước 3: Thay k và a vào công thức: Cn H2n+2 2kOa Xác định công thức phân tử hợp chất BÀI TOÁN: Cho biết • Công thức đơn giản hợp chất là CaHbOc • Bản chất gốc hiđrocacbon Hãy xác định công thức phân tử hợp chất ‒ Để giải bài toán này, tiến hành theo các bước sau Bước 1: Đặt công thức X là (CaHbO)n hay CanHbnO cn với hệ số n ≥ Bước 2: Tính độ bất bão hòa CanH bnOcn theo công thức: sè nguyªn tö cacbon sè nguyªn tö hi®ro 2an bn k 1 Bước 3: Dựa vào độ bất bão hòa gốc hiđrocacbon và số nguyên tử oxi (cn), tính độ bất bão hòa theo công thức: k = kR + kG Bước 4: Giải phương trình: k = k Từ đó xác định n k tÝnh ®îc ë bước k tÝnh ®îc ë bước Phản ứng đốt cháy hợp chất nhóm chức ‒ Khi đốt cháy hợp chất hữu chứa C, H, O sinh CO2 và H2O 3n k a to C n H n 2 2k O a O nCO n k H 2O (*) So sánh số mol CO2 và H2O, có thể xảy ba trường hợp TH1: n CO n H O n n k k mµ k k = 2 TH2: n CO n H O n n k k = 2 TH3: n CO n H O n n k k > ‒ Giả sử đốt cháy x mol hợp chất nhóm chức theo PT (*) thì thu nx mol CO2 và (n+1 – k) mol H 2O 2 n H 2O n CO2 (n + k)x nx (1 k)x n H2 O n CO2 n H 2O n CO2 (1 k) n hîp chÊt nhãm chøc https://thi247.com/ Trang 67 (68) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 DANH PHÁP HỢP CHẤT NHÓM CHỨC Nguyên tắc chung ‒ Các nhóm chức điển hình (như OH, CHO, COOH, COO) đặc trưng các “hậu tố” tên gọi Chỉ cần dựa vào “hậu tố”, có thể xác định hợp chất đó có chức nhóm chức nào –CHO –COOH –COO– Nhóm chức –OH Hậu tố “ol” “al” “oic” “oat” ‒ Có thể xem hợp chất nhóm chức tạo thay nhiều nguyên tử hiđro hiđrocacbon các nhóm chức Do đó, có thể gọi tên hợp chất nhóm chức theo công thức: Tên hiđrocacbon + vị trí nhóm chức + hậu tố tương ứng Tên gọi theo công thức trên gọi chung là “danh pháp thay thế” thay 1H CH3CH2OH (etanol) VD1: CH3CH3 (etan) b»ng 1OH ‒ Cần lưu ý với các hợp chất chứa nhóm chức có cacbon (như –CHO, – COOH, –COO–) thì nguyên tử cacbon nhóm chức tính vào hiđrocacbon ban đầu Danh pháp ancol Định nghĩa: Ancol là hợp chất hữu mà phân tử có nhóm hiđroxyl (OH) liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon no gốc hiđrocacbon ‒ Danh pháp ancol gọi theo công thức: Tên hiđrocacbon + vị trí nhóm OH + “ol” Lưu ý: Khi đánh số vị trí trên mạch cacbon thì ưu tiên phía gần với nhóm hiđroxyl nhất, sau đó đến các liên kết bội và mạch nhánh VD2: (CH3)2CHCH2OH : 2-metylpropan-1-ol ‒ Cũng có thể xem ancol tạo kết hợp gốc hiđrocacbon với nhóm chức OH Do đó, có thể gọi tên ancol theo công thức: “ancol” + tên gốc hiđrocacbon + “ic” Tên gọi ancol theo công thức này gọi là “danh pháp gốc – chức” VD3: C2H5OH : ancol etylic ‒ Ngoài các tên gọi theo danh pháp thay và danh pháp gốc – chức trên, các ancol còn có tên thông thường (không theo quy tắc chung) Phổ biến là hai ancol đa chức sau https://thi247.com/ Trang 68 (69) Giáo viên: Trần Thanh Bình HOCH2–CH2OH CH2OH–CHOH–CH2OH SĐT: 0977111382 : etilen glicol : glixerol (hoặc glixerin) Danh pháp anđehit Định nghĩa: Anđehit là hợp chất hữu chứa nhóm chức –CHO liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon* nguyên tử hiđro CHO gọi là nhóm cacbanđehit (*) Nguyên tử cacbon thường là gốc hiđrocacbon, có thể là nhóm cacbanđehit khác Đây là trường hợp đặc biệt: HOC–CHO (anđehit oxalic) ‒ Tên gọi anđehit mạch hở thường gọi theo danh pháp thay Tên hiđrocacbon tương ứng với mạch chính + “al” Lưu ý: Nguyên tử cacbon nhóm –CHO tính vào mạch chính Khi đánh số mạch chính, phải ưu tiên nhóm –CHO Do đó, không thiết phải viết thêm số vị trí vào tên gọi vì nhóm –CHO luôn vị trí số VD4: (CH3)2CHCH2CHO : 3-metylbutanal ‒ Dưới đây là tên thông thường số anđehit quan trọng: Danh pháp axit cacboxylic Định nghĩa: Axit cacboxylic là hợp chất hữu có nhóm –COOH liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon* nguyên tử hiđro COOH gọi là nhóm cacboxyl (*) Nguyên tử cacbon thường là gốc hiđrocacbon, có thể là nhóm cacboxyl khác Đây là trường hợp đặc biệt: HOOC–COOH (axit oxalic) ‒ Cách gọi tên axit cacboxylic theo danh pháp thay tương tự anđehit Chỉ khác là tên gọi axit có thêm tiền tố “axit” và đổi hậu tố “al” (trong anđehit) thành “oic” VD5: (CH3)2CHCH2COOH : axit 3-metylbutanoic ‒ Dưới đây là tên thông thường số axit quan trọng: https://thi247.com/ Trang 69 (70) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Các axit cacboxylic proton (H+) tạo thành anion gốc axit RCOO + H RCOOH anion gèc axit Tên anion gốc axit gọi theo tên axit, bỏ tiền tố “axit” và đổi đuôi “ic” thành “at” CH3COO H VD6: CH 3COOH axit axetic axetat Danh pháp este Định nghĩa: Este là sản phẩm thay nhóm –OH axit cacboxylic nhóm –OR’ (R’ là gốc hiđrocacbon) Công thức chung este là RCOOR’ Lưu ý: Tránh nhầm lẫn hai nhóm sau: ‒ Danh pháp este gọi theo công thức: Tên gốc R’ + tên anion RCOO – VD7: CH3COO C H : etyl axetat axetat etyl Danh pháp chất béo Định nghĩa: Lipit là chất hữu có tế bào sống Thành phần chính lipit là chất béo – đó là các trieste glixerol với các axit cacboxylic (thường gọi là triglixerit) Công thức chung chất béo là https://thi247.com/ Trang 70 (71) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Chất béo tạo từ glixerol và các axit béo Đặc điểm chung các axit béo là • axit cacboxylic đơn chức (hay axit monocacboxylic) có nhiều cacbon • có số chẵn nguyên tử cacbon • mạch cacbon không phân nhánh ‒ Dưới đây là công thức và tên gọi các axit béo quan trọng ‒ Danh pháp các chất béo đơn giản (có gốc axit giống nhau) gọi theo công thức: “tri” + tên gốc axyl* axit béo (*) Tên gốc axyl gọi theo quy tắc: • bỏ tiền tố “axit” • đổi đuôi “ic” thành “in” VD8: tripanmitin https://thi247.com/ Trang 71 (72) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 MỘT SỐ PHẢN ỨNG RIÊNG CỦA CÁC NHÓM CHỨC Phản ứng dẫn xuất halogen ‒ Khi đun nóng dẫn xuất halogen với dung dịch kiềm, xảy PƯ nguyên tử halogen nhóm OH, sinh anocl PTPƯ tổng quát sau: t R–OH + NaX R–X + NaOH ‒ Khả PƯ tùy thuộc vào hai yếu tố: (1) chất nguyên tử halogen; (2) chất gốc R • Khả PƯ giảm theo trình tự: I > Br > I > F • Với gốc R thì khả PƯ giảm theo trình tự: o Phản ứng tách dẫn xuất halogen ‒ Đun nóng dẫn xuất halogen (thường là dẫn xuất no, đơn chức, mạch hở) với dung dịch kiềm ancol xảy PƯ tách hiđro halogenua, tạo thành anken ‒ Sản phẩm chín tuân theo quy tắc tách Zai-xép (Zaitsev): Khi tách HX khỏi dẫn xuất halogen, nguyên tử halogen ưu tiên tách cùng với H nguyên tử cacbon bậc cao bên cạnh Phản ứng ete hóa ancol ‒ Khi đun nóng với xúc tác H2SO4 đặc (ở 130 – 140 oC), hai phân tử ancol PƯ với tạo thành hợp chất có dạng R–O–R' (gọi là ete) PƯ này gọi là PƯ ete hóa H2 SO (đặc) R OH H OR' ROR' + H O 130 140 o C • Nếu R = R' thì có sản phẩm ete là R–O–R (hay R2O) • Nếu R ≠ R' thì có ba sản phẩm ete: R–O–R; R'–O–R' và R–O–R' VD1: Đun nóng hỗn hợp CH3OH và C2H5OH với H2SO4 đặc nhiệt độ thích hợp có thể tạo thành hỗn hợp gồm: (CH3)2O; (C2H5)2O; CH3–O–C2H5 ‒ Khi giải bài toán liên quan đến PƯ ete hóa hỗn hợp ancol, cần lưu ý ancol có thể tham gia nhiều PƯ (tạo hỗn hợp ete) Nếu đặt số mol cho https://thi247.com/ Trang 72 (73) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 chất tham gia PƯ thì bài toán phức tạp Thông thường, nên đặt công thức trung bình hỗn hợp ancol là ROH (với R là CT trung bình gốc hiđrocacbon) PTPƯ: 2ROH ⟶ R2O + H2O • Theo định luật BTKL: m ANCOL m ETE m H O • Theo PTPƯ: n ETE n H2O n ANCOL Phân biệt phản ứng ete hóa và đehiđrat (tách nước) ancol ‒ Khi đun nóng ancol với H 2SO4 đặc có thể xảy hai PƯ: • PƯ ete hóa (ở 130 – 140 o): xảy với ancol đơn chức, mạch hở H2 SO4 (đặc) R OH H OR ' ROR' + H O 130 140 o C Chuyển ancol thành ete Khối lượng mol tăng lên • PƯ tách nước (đehiđrat hóa, 170 o – 180 o): xảy với ancol no, đơn chức, mạch hở H2 SO4 (đặc) C n H n 1OH C n H n + H 2O 130 140 o C PƯ chuyển ancol thành anken Khối lượng mol giảm xuống ‒ Đun nóng ancol đơn chức A với H2SO đặc nhiệt độ thích hợp tạo chất hữu B có tỉ khối so với A là d A Nếu B • d A (khối lượng mol tăng lên) thì đã xảy PƯ ete hóa B • d A (khối lượng mol giảm xuống) thì đã xảy PƯ đehiđrat hóa B Phản ứng tráng bạc ‒ Tính chất đặc trưng anđehit (và hợp chất chứa nhóm –CHO nói chung) là PƯ với các chất oxi hóa mạnh Trong các PƯ này, nhóm –CHO chuyển thành – COOH ‒ Tính chất quan trọng anđehit là PƯ với dung dịch AgNO3 NH (có thể viết gọn là Ag2O/NH3) đun nóng NH PTPƯ tổng quát: RCHO + Ag2O (*) RCOOH + 2Ag t RCOOH tạo thành có thể PƯ với NH3 tạo thành muối RCOONH4 Tuy nhiên, để đơn giản hóa thì có thể dừng lại PƯ (*) Dung dịch AgNO3 (hay Ag2O) NH3 gọi là “thuốc thử Tollens” (cũng giống PƯ o https://thi247.com/ Trang 73 (74) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 hợp chất chứa liên kết ba đầu mạch, RC≡CH) PƯ anđehit tạo kết tủa bạc (màu trắng), dược ứng dụng để tráng ruột phích, gương, kính nên gọi là PƯ “tráng bạc” hay “tráng gương” Lưu ý: Với các anđehit thông thường thì nhóm –CHO PƯ sinh nguyên tử Ag Riêng anđehit fomic (HCHO) thì sinh nguyên tử Ag Phản ứng este hóa ‒ Khi đun nóng axit cacboxylic với ancol (có xúc tác vô mạnh: HCl, H2SO4) tạo thành este Phản ứng này gọi là PƯ este hóa Viết gọn: o H ,t RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O ‒ Phenol21 có cấu tạo giống ancol không có PƯ este hóa Phản ứng thủy phân este ‒ PƯ axit và ancol tạo thành este là PƯ thuận nghịch Do đó đun nóng este tạo axit và ancol tương ứng H ,t RCOOR’ + H2O RCOOH + R’OH o ‒ Nếu đun nóng este môi trường kiềm (NaOH) thì axit RCOOH sinh PƯ với NaOH, tạo thành muối cacboxylat RCOONa PƯ viết gọn sau: t RCOOR’ + NaOH RCOONa + R’OH ‒ Trong este RCOOR’, R’ là gốc ankyl thì PƯ thủy phân tạo ancol R’OH Tuy nhiên, R’ là gốc dạng vinyl22 thì PƯ thủy phân tạo anđehit o 21 22 Hợp chất có nhóm hiđroxyl gắn trực tiếp vào vòng benzen Gốc dạng vinyl: –CH=CHR* https://thi247.com/ Trang 74 (75) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Khi thủy phân este X tạo sản phẩm Y có khả tham gia PƯ tráng bạc thì có thể xảy hai trường hợp sau: TH1: Este axit fomic (dạng: HCOOR’, độ bất bão hòa k ≥ 1) TH2: Este có gốc R’ dạng vinyl (dạng: RCOOCH=CHR*, k ≥ 2) Nếu độ bất bão hòa kX = thì chắn xảy trường hợp Còn kX ≥ thì có thể xảy hai trường hợp Tính bazơ amin ‒ Amin là các hợp chất hữu chứa C, H, N – tạo thành cách thay (hoặc nhiều) nguyên tử hiđro phân tử amoniac gốc hiđrocacbon Trong amin, số nguyên tử hiđro bị thay các gốc hiđrocacbon chính là bậc amin23 Công thức amin thường gặp có dạng: RNH2 ‒ Amin có tính bazơ yếu, có khả làm quỳ tím hóa xanh và PƯ với axit tạo thành muối amoni RNH2 + H+ → RNH3+ ‒ Lực bazơ amin phụ thuộc vào chất gốc R 23 Cần chú ý phân biệt bậc ancol và bậc amin Bậc cacbon: số nguyên tử cacbon khác liên kết trực tiếp với nó Bấc ancol: bậc nguyên tử cacbon no liên kết trực tiếp với nhóm hiđroxyl Bậc amin: số nguyên tử hiđro amoniac bị thay các gốc hiđrocacbon https://thi247.com/ Trang 75 (76) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 76 (77) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 77 (78) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 AMINO AXIT Giới thiệu amino axit ‒ Amino axit là hợp chất hữu tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm chức amino (NH2) và cacboxyl (COOH) Các amino axit có nhóm cacboxyl và nhóm amino liên kết trực tiếp với cùng nguyên tử cacbon no gọi là –amino axit Các –amino axit có tầm quan trọng đặc biệt vì nhiều chất đó là đơn vị cấu tạo nên các protein thể sống ‒ Có –amino axit quan trọng mà bạn cần nhớ Glyxin (Gly) Alanin (Ala) Valin (Val) H2N—CH2—COOH Lysin (Lys) Axit glutamic (Glu) Khái quát tính chất hóa học ‒ Amino axit vừa có nhóm COOH (tính axit), vừa có nhóm NH2 (tính bazơ) nên có tính chất hợp chất lưỡng tính ‒ Trong amino axit có nhóm –COOH giống axit cacboxylic nên amino axit H ,t có PƯ este hóa: H2N–R–COOH + R’OH H 2N–R–COOR’ + H2O Este amino axit là hợp chất tạp chức, gồm: chức este và amino ‒ Nhóm COO (este) không có tính axit, bazơ có thể PƯ với axit và bazơ (đây là PƯ thủy phân este) o Tổng quan hợp chất tạp chức chứa nitơ ‒ Các hợp chất tạp chức chứa nitơ điển hình là • Amino axit: H2N–R–COOH H2N–R–COOR’ • Este amino axit: • Muối amoni cacboxylat: RCOONH3R’ https://thi247.com/ Trang 78 (79) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 ‒ Đặc điểm chung các hợp chất này là đốt cháy tạo hỗn hợp CO2, H2O và N2 Ngoài ra, chúng còn PƯ với axit và bazơ ‒ Sự khác biệt sản phẩm PƯ với bazơ Hợp chất PTPƯ Amino axit Este amino axit H2N‒R‒COOH + NaOH → H2N‒R‒COONa + H2O H2N‒R‒COOR’ + NaOH → H2N‒R‒COONa + R’OH Muối amoni RCOONH3R’ + NaOH → RCOONa + R’NH2 + cacboxylat H2O Sản phẩm đặc trưng H 2O Ancol Amin* (*) Trường hợp R’ = hiđro thì đó là amoniac không phải amin Nhìn chung, R’ là hiđro gốc ankyl đơn giản metyl, etyl thì R’NH2 là chất khí, không màu, có mùi khai ‒ Sự khác biệt độ bất bão hòa ) • Amino axit và este amino axit có k ≥ (do có nhóm • Muối amoni cacboxylat thì có k ≥ (trường hợp đặc biệt) Lưu ý: Nếu hợp chất CxHyO zNt có độ bất bão hòa k = thì nhiều khả đó là muối amino cacboxylat Peptit ‒ Các –amino axit có thể kết hợp với các liên kết peptit ) tạo thành các phân tử lớn gọi là peptit Mỗi peptit có thể có từ ( – 50 đơn vị –amino axit Tên peptit ghép từ kí hiệu các đơn vị amino axit VD1: Dưới đây là công thức tetrapeptit (tạo nên từ đơn vị –amino axit) https://thi247.com/ Trang 79 (80) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 80 (81) Giáo viên: Trần Thanh Bình SĐT: 0977111382 POLIME Định nghĩa ‒ Polime là hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với tạo nên Công thức chung: (‒M‒)n • Giá trị n gọi là hệ số polime hóa • ‒M‒ gọi là mắt xích • Các phân tử ban đầu, tạo nên mắt xích gọi là monome Phản ứng trùng hợp và trùng ngưng PƯ trùng hợp Điều kiện Monome có liên kết bội vòng kém bền (chứa oxi, nitơ liên kết amit –CO–NH–) Trong quá trình tạo thành polime không tách các phân tử nhỏ Đặc điểm Do không có phân tử nào bị tách nên thành phần % các nguyên tố polime và monome giống PƯ trùng ngưng Monome có ít hai nhóm chức có khả liên kết với với monome khác Một nhóm chứa OH, nhóm chứa OH NH2 Trong quá trình tạo thành polime có tách các phân tử nhỏ (thường là H2O) Do có phân tử nhỏ bị tách nên thành phần % các nguyên tố polime và monome khác Các vật liệu polime thường gặp và phương pháp tổng hợp Xem trang bên https://thi247.com/ Trang 81 (82) Giáo viên: Trần Thanh Bình Phân loại SĐT: 0977111382 Tên gọi Polietilen (PE) Monome etilen Polistiren (PS) stiren Công thức Poli(vinyl clorua) (PVC) vinylclorua Chất dẻo Poli(metymetacrylat) metylmetacrylat Poli(phenol–fomanđehit) Cao su buna buta–1,3–đien Cao su Keo dán Cao su isopren (Cao su thiên nhiên) isopren Cao su buna–N buta–1,3–đien và vinyl xianua Cao su buna–S buta–1,3–đien và stiren Poli(ure–fomanđehit) ure và fomanđehit phenol và fomanđehit Keo epoxi Chứa nhóm Nilon–6 (capron) caproic Nilon–7 (enan) Nilon–6,6 Tơ Tơ lapsan Tơ nitron (hay olon) hexametylenđiamin và axit ađipic axit terephtalic và etilenglicol vinyl xianua (hay acrilonitrin) Lưu ý (1) Đa số chất dẻo và cao su điều chế PƯ trùng hợp, trừ poli(phenol–fomanđehit) (2) Đa số tơ và keo dán điều chế PƯ trùng ngưng, trừ tơ olon (nitron) https://thi247.com/ Trang 82 (83) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 83 (84) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 84 (85) Giáo viên: Trần Thanh Bình https://thi247.com/ SĐT: 0977111382 Trang 85 (86)