1. Nguyên tử:Là hạt nhỏnhất không thểphân chia vềmặt hóa học, tham gia tạo thành
phân tử.Nguyên tửluôn trung hòa về điện:
Gồm:- Hạt nhân (do p, n cấu tạo) mang điện tích dương, ởtâm nguyên tử, có kích
thước rất nhỏso với kích thước nguyên tửsong lại chiếm phần lớn khối lượng nguyên tử.
- Các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử
2. Nguyên tốhóa học:là những nguyên tửcó cùng điện tích hạt nhân.
3. Đồng vị:Những nguyên tửcó cùng sốproton nhưng khác nhau vềsốnơtron, do đó
sốkhối A của chúng khác nhau gọi là các đồng vịcủa cùng một nguyên tố.
4. Phân tử:là hạt nhỏnhất của một chất, có khảnăng tồn tại độc lập và mang những
ính chất hóa học đặc trưng của chất đó.
5. . Đơn chất là chất tạo thành từmột nguyên tốhoá học. Ví dụ: O2, H2, Cl2, .
Một nguyên tốhoá học có thểtạo thành một số đơn chất khác nhau gọi là các dạng thù
hìnhcủa nguyên tố đó.
Ví dụ:
Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 1 Phần I HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG Chương 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Nguyên tử: Là hạt nhỏ nhất không thể phân chia về mặt hóa học, tham gia tạo thành phân tử.Nguyên tử luôn trung hòa về điện: Gồm: - Hạt nhân (do p, n cấu tạo) mang điện tích dương, ở tâm nguyên tử, có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử song lại chiếm phần lớn khối lượng nguyên tử. - Các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử 2. Nguyên tố hóa học: là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. 3. Đồng vị: Những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số khối A của chúng khác nhau gọi là các đồng vị của cùng một nguyên tố. 4. Phân tử: là hạt nhỏ nhất của một chất, có khả năng tồn tại độc lập và mang những tính chất hóa học đặc trưng của chất đó. 5. . Đơn chất là chất tạo thành từ một nguyên tố hoá học. Ví dụ: O2, H2, Cl2, ... Một nguyên tố hoá học có thể tạo thành một số đơn chất khác nhau gọi là các dạng thù hình của nguyên tố đó. Ví dụ: - Cacbon tồn tại ở 3 dạng thù hình là cacbon vô định hình, than chì và kim cương. - Oxi tồn tại ở 2 dạng thù hình là oxi (O2) và ozon (O3). 6. Hợp chất: là chất cấu tạo từ nhiều nguyên tố hoá học khác nhau. Ví dụ: H2O, NaOH, H2SO4,... 7. Nguyên tử khối (NTK) là khối lượng tương đối của nguyên tử. Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử. Chú ý: Khác với nguyên tử khối, khối lượng nguyên tử (KLNT) cũng là khối lượng của một nguyên tử nhưng biểu diễn bằng kg. Ví dụ: KLNT của hiđro bằng 1.67.10-27kg, của cacbon bằng 1,99.10-26. 8. Phân tử khối(PTK): là khối lượng của một phân tử biểu diễn bằng đơn vị cacbon (đ.v.C). Phân tử khối bằng tổng khối lượng các nguyên tử cấu tạo nên phân tử. Ví dụ: PTK của H2O = 2 + 16 = 18 đ.v.C, của NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 đ.v.C. Chú ý: Khối lượng phân tử cũng được biểu diễn bằng kg và bằng tổng khối lượng các nguyên tử tạo thành phân tử. 9. Mol: là lượng chất chứa 6,02.1023 hạt đơn vị (nguyên tử, phân tử, ion, electron, ...) - Số 6,02.1023 được gọi là số Avôgađrô và ký hiệu là N (N = 6,02.1023). Như vậy: 1 mol nguyên tử Na chứa N nguyên tử Na. 1 mol phân tử H2SO4 chứa N phân tử H2SO4 1 mol ion OH- chứa N ion OH-. - Khối lượng của 1 mol chất tính ra gam được gọi là khối lượng mol của chất đó và ký hiệu là M. Khi nói về mol và khối lượng mol cần chỉ rõ của loại hạt nào, nguyên tử, phân tử, ion, electron... Ví dụ: - Khối lượng mol nguyên tử oxi (O) bằng 16g, nhưng khối lượng mol phân tử oxi (O2) bằng 32g. - Khối lượng mol phân tử H2SO4 bằng 98g, nhưng khối lượng mol ion SO42- bằng 96g. Như vậy khái niệm nguyên tử gam, phân tử gam chỉ là những trường hợp cụ thể của khái niệm khối lượng mol. Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 2 - Cách tính số mol chất: Số mol n của chất liên hệ với khối lượng m (tính ra gam) và khối lượng mol M của chất đó bằng công thức: M mn = (mol) + Đối với hỗn hợp các chất, lúc đó n là tổng số mol các chất, m là tổng khối lượng hỗn hợp và M trở thành khối lượng mol trung bình M , (viết tắt là khối lượng mol trung bình). hh hh hh M mn = + Đối với chất khí, n được tính bằng công thức: 4,22 0Vn = Trong đó, V0 là thể tích của chất khí hay hỗn hợp khí đo ở đktc (00C, 1atm hay 760 mmHg). Chú ý: Nếu V cho ở điều kiện t0C và p atm thì số mol chất khí được tính qua phương trình trạng thái: RT pVn = Trong đó: T = t0 + 273, R = 273 4,22 ≈0,082 là hằng số khí lý tưởng 10. Phản ứng hóa học:Là quá trình biến đổi các chất này thành các chất khác được. Trong phản ứng hoá học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng (Định luật bảo toàn khối lượng). Các dạng phản ứng hoá học cơ bản: a) Phản ứng phân tích: là phản ứng trong đó một chất bị phân tích thành nhiều chất mới. Ví dụ: CaCO3 = CaO + CO2 ↑ b) Phản ứng kết hợp: là phản ứng trong đó hai hay nhiều chất kết hợp với nhau tạo thành một chất mới. Ví dụ. BaO + H2O = Ba(OH)2 c) Phản ứng thế: là phản ứng trong đó nguyên tử của nguyên tố này (ở dạng đơn chất) thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất. Ví dụ. Zn + H2SO4 loãng = ZnSO4 + H2 ↑ d) Phản ứng trao đổi: là phản ứng trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau. Ví dụ. BaCl2 + NaSO4 = BaSO4 + 2NaCl. e) Phản ứng oxi hoá - khử: là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa một số nguyên tố. Ví dụ: Fe0 + Cu+2SO4 -> Fe+2SO4 + Cu0 11. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: a) Năng lượng liên kết: là năng lượng được giải phóng khi hình thành liên kết hoá học từ các nguyên tố cô lập. Năng lượng liên kết được tính bằng kJ/mol và ký hiệu là E1k. Ví dụ năng lượng liên kết của một số mối liên kết như sau. H - H Cl - Cl H - Cl Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 3 E1k = 436 242 432 b) Hiệu ứng nhiệt của phản ứng: là nhiệt toả ra hay hấp thụ trong một phản ứng hoá học. Hiệu ứng nhiệt được tính bằng kJ/mol và ký hiệu là Q. Khi Q >0: phản ứng toả nhiệt. Khi Q<0: phản ứng thu nhiệt. Ví dụ: CaCO3 = CaO + CO2 ↑ Q = - 186,19kJ/mol. H2 + 1/2O2 = H2O Q = + 241kJ/mol Phản ứng đốt cháy, phản ứng trung hoà thuộc loại phản ứng toả nhiệt. Phản ứng nhiệt phân thường là phản ứng thu nhiệt. - Muốn tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng tạo thành các hợp chất từ đơn chất hoặc phân huỷ một hợp chất thành các đơn chất ta dựa vào năng lượng liên kết. Ví dụ: Tính năng lượng toả ra trong phản ứng. H2 + Cl2 = 2HCl. Dựa vào năng lượng liên kết (cho ở trên) ta tính được. Q = 2E1k (HCl) - [E1k(H2) + E1k(Cl2)] = 2 . 432 - (436 + 242) = 186kJ/mol. - Đối với phản ứng phức tạp, muốn tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng ta dựa vào nhiệt tạo thành của các chất (từ đơn chất), do đó đơn chất trong phản ứng không tính đến (ở phản ứng trên, nhiệt tạo thành HCl là 186/2 = 93 kJ/mol Ví dụ: Tính khối lượng hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 cần phải lấy để khi phản ứng theo phương trình. : 3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe toả ra 665,25kJ, biết nhiệt tạo thành của Fe3O4 là 1117 kJ/mol, của Al2O3 là 1670 kJ/mol. Giải: Tính Q của phản ứng: 3Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe (1) Theo (1), khối lượng hỗn hợp hai chất phản ứng với nhiệt lượng Q là : 3 . 232 + 8 . 27 = 912g Để tỏa ra lượng nhiệt 665,25 kJ thì khối lượng hỗn hợp cần lấy : gx 25,182 3329 25,665912 = 12. Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học: a) Định nghĩa: Tốc độ phản ứng là đại lượng biểu thị mức độ nhanh chậm của phản ứng. Ký hiệu là Vp.ư. t C t CC Δ=Vpu −= 21 mol.l-1.s-1 Trong đó : C1 là nồng độ đầu của chất tham gia phản ứng (mol/l). C2 là nồng độ của chất đó sau t giây phản ứng (mol/l). b) Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng: − Tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ các chất tham gia phản ứng. Ví dụ, có phản ứng. A + B = AB. Vp.ư = k . CA . CB. Trong đó, k là hằng số tốc độ đặc trưng cho mỗi phản ứng. - Đối với phản ứng có chất khí, khi tăng áp suất tốc độ phản ứng tăng Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 4 - Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng càng lớn. - Tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt chất tham gia phản ứng - Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng bản thân nó không bị thay đổi về số lượng và bản chất hoá học sau phản ứng. c) Phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng hoá học − Phản ứng một chiều (không thuận nghịch) là phản ứng chỉ xảy ra một chiều và có thể xảy ra đến mức hoàn toàn. Ví dụ: 2KClO3 = 2KCl + 3O2↑ − Phản ứng thuận nghịch là phản ứng đồng thời xảy ra theo hai chiều ngược nhau. Ví dụ: CH3COOH + CH3OH CH3COOCH3 + H2O − Trong hệ thuận nghịch, khi tốc độ phản ứng thuận (vt) bằng tốc độ phản ứng nghịch (vn) thì hệ đạt tới trạng thái cân bằng. Nghĩa là trong hệ, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng nồng độ các chất trong hệ không thay đổi. Vì vậy, trạng thái cân bằng của hệ là trạng thái cân bằng động. * Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ – sa – tơ - lie: Khi một hệ đang tồn tại ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi một thuộc tính nào đó của hệ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó * Các yếu tố ảnh hưởng tới trạng thái cân bằng hoá học của hệ: - Nồng độ - Nhiệt độ - Áp suất (chất khí) - Chất xúc tác không làm thay đổi trạng thái cân bằng của một hệ mà chi làm tăng tốc độ phản ứng nhằm giúp hệ nhanh đạt tới trạng thái cân bằng. 13. Hiệu suất phản ứng: Có phản ứng: A + B = C + D Tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm C hoặc D: %100 lt t q qh = Trong đó: qt là lượng thực tế tạo thành C hoặc D. qlt là lượng tính theo lý thuyết, nghĩa là lượng C hoặc D tính được với giả thiết hiệu suất 100%. Chú ý: − Khi tính hiệu suất phản ứng phải tính theo chất sản phẩm nào tạo thành từ chất đầu thiếu, vì khi kết thúc phản ứng chất đầu đó phản ứng hết. − Có thể tính hiệu suất phản ứng theo chất phản ứng A hoặc B tuỳ thuộc vào chất nào thiếu. − Cần phân biệt giữa % chất đã tham gia phản ứng và hiệu suất phản ứng. Ví dụ: Cho 0,5 mol H2 tác dụng với 0,45 mol Cl2, sau phản ứng thu được 0.6 mol HCl. Tính hiệu suất phản ứng và % các chất đã tham gia phản ứng. Giải: Phương trình phản ứng: H2 + Cl2 = 2HCl Theo phương trình phản ứng và theo đầu bài, Cl2 là chất thiếu, nên tính hiệu suất phản ứng theo Cl2: Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 5 %6,66%100 2.45,0 6,0 ==h Còn % Cl2 đã tham gia phản ứng = %6,66%1002.45,0 6,0 = % H2 đã tham gia phản ứng = %60%1002.5,0 6,0 = Như vậy % chất thiếu đã tham gia phản ứng bằng hiệu suất phản ứng. − Đối với trường hợp có nhiều phản ứng xảy ra song song, ví dụ phản ứng crackinh butan: C4H10 -> CH4 + C3H6 (1) C4H10 -> C2H6 + C2H4 (2) C4H10 -> H2 + C4H8 (3) Cần chú ý phân biệt: + Nếu nói "hiệu suất phản ứng crackinh", tức chỉ nói phản ứng (1) và (2) vì phản ứng (3) không phải phản ứng crackinh. + Nếu nói % butan đã tham gia phản ứng", tức là nói đến cả 3 phản ứng. + Nếu nói % butan bị crackinh thành etilen" tức là chỉ nói phản ứng (2). Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 6 Chương 2 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN I. Cấu tạo nguyên tử: Nguyên tử gồm hạt nhân tích điện dương (Z+) ở tâm và có Z electron chuyển động xung quanh hạt nhân. Bảng 1: Các hạt cơ bản trong nguyên tử Đặc tính hạt Vỏ nguyên tử Hạt nhân Electron Proton Nơtron Điện tích qn = - 1,602. 10 -19C qn = 1- qn = + 1,602. 10-19C qn = 1+ qn = 0 Khối lượng me = 9,1094. 10-31kg mp = 1,6726. 10-27kg mn = 1,6748. 10-27kg 1. Hạt nhân: Hạt nhân gồm: − Proton: Điện tích 1+, khối lượng b ... 1000oC Al2O3 2Al3+ + 3O2- 6Al 3O2- - 6e -> 3/2O ương trì phân 2Al + 3/2O2 Phản ứng p háp điện phân hợp chất nóng chảy được dùng để điều chế các kim loạ g chảy. i clorua nóng chảy. 3 nóng chảy. 3. dịch nước phụ thuộc vào so sánh tính oxi hoá - khử mạ trong bình điện phân. càng mạnh và càng dễ bị khử ở catôt (tr rong dãy thế điện hoá (trừ ion H+), tro ng dễ bị khử. 2+, Na+, ). Những ion này thực tế không bao giờ bị khử khi điện phân tro oặc phân tử nào có tính khử mạnh thì càng dễ bị oxi hoá. Có thể áp dụng kin dùng làm anôt. Trừ trường hợp anôt trơ (kh ó oxi như NO3-, SO42-, Thực tế các anion nà ịch. i hì: P ơng trình điện 2KOH ⎯→⎯dpnc 2K + 1/2O2 + H2O Điện phân nóng chảy xảy ra ở nhiệt độ cao nên có thể xảy ra phả n 2 2 ... Ví dụ: điện phâ 2O3 nóng chảy ⎯→⎯ 0t Catot (-) anot(+) 2Al3+ + 6e -> 2 Ph nh điện Al2O3 ⎯→⎯dpnc hụ: 2C + O2 ⎯→⎯ 0t 2CO (Than chì làm anôt bị mất dần, nên sau một thời gian phải bổ sung vào điện cực). Ứng dụng: Phương p i hoạt động mạnh: − Điều chế kim loại kiềm: Điện phân muối clorua hoặc hiđroxit nón − Điều chế kim loại kiềm thổ: Điện phân muố − Điều chế Al: Điện phân Al2O Điện phân dung a) Nguyên tắc: Khi điện phân dung dịch, tham gia các quá trình oxi hoá - khử ở điện cực ngoài các ion của chất điện phân còn có thể có các ion H+ và OH− của nước và bản thân kim loại làm điện cực. Khi đó quá trình oxi hoá - khử thực tế xảy ra nh hay yếu của các chất b) Thứ tự khử ở catôt Kim loại càng yếu thì cation của nó có tính oxi hoá ừ trường hợp ion H+). Có thể áp dụng quy tắc sau: − Dễ khử nhất là các cation kim loại đứng sau Al t ng đó ion kim loại càng ở cưối dãy cà − Tiếp đến là ion H+ của dung dịch − Khó khử nhất là các ion kim loại mạnh, kể từ Al, về phía đầu dãy thế điện hoá. (Al3+, Mg2+, Ca ng dung dịch. c) Thứ tự oxi hoá ở anôt Nói chung ion h h nghiệm sau: − Dễ bị oxi hoá nhất là bản thân các kim loại ông bị ăn mòn làm bằng Pt, hay than chì (C). − Sau đó đến các ion gốc axit không có oxi: I−, Br−, Cl−, − Rồi đến ion OH− của nước hoặc của kiềm tan trong dung dịch. − Khó bị oxi hoá nhất là các anion gốc axit c y không bị oxi hoá khi điện phân dung d d) Một số ví dụ áp dụng quy tắc trên Ví dụ 1: Đ ện phân dung dịch CuCl2 với điện cực than c Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 25 CuCl ⎯ Cu2+ + 2Cl- → 2 HOH H+ + OH- u 2Cl- - 2e -> Cl2 phân: iken - Catot (-) anot(+) Cu2+ + 2e -> C Phương trình điện CuCl2 ⎯→⎯dpdd Cu + Cl2 Ví dụ 2: Điện phân dung dịch NiCl2 với điện cực bằng n NiCl ⎯ Ni2+ + 2Cl→2 HOH H+ + OH- n Ni từ anôt sang catôt nhờ dòng điện. Ph 42- Catot (-) anot(+) (Ni) Ni2+, H+ Cl-, OH-, Ni Ni2+ + 2e -> Ni Ni – 2e -> Ni2+ Thực chất quá trình điện phân là sự vận chuyể ương pháp được ứng dụng để tinh chế kim loại. Ví dụ 3: Điện phân dung dịch Na2SO4 với điện cực Pt: Na SO 2Na+ + SO2 4 HOH ⎯→ H+ + OH- 2OH- – 2e -> 1/2O2 + H2O n phâ chì: Na Catot (-) anot(+) Na+, H+ SO42-, OH- 2H+ + 2e -> H2 Phương trình điệ n: H2O ⎯→⎯dp H2 + 1/2O2 Ví dụ 4: Điện phân dung dịch NaCl với anôt bằng than NaCl + + Cl- ⎯→ HOH H+ + OH- 2Cl- – 2e -> Cl n: tục điện li, do đó ở khu vực này giàu ion OH− tạo thành (cùng với Na+) dung dịch Na ào dung dịch và một phần khuếch tán ng vớ aven: cách dùng màng ng ào dung dịch. Catot (-) anot(+) Na+, H+ Cl-, OH- 2H+ + 2e -> H2 2 Phương trình điện phâ 2NaCl + 2H2O ⎯⎯ →⎯ mndpdd , 2NaOH + H2 + Cl2 Trong quá trình điện phân, dung dịch ở khu vực xung quanh catôt, ion H+ bị mất dần., H2O tiếp OH. Ở anôt, ion Cl− bị oxi hoá thành Cl2. Một phần hoà tan v sang catôt, tác dụ i NaOH tạo thành nước J Cl2 + 2NaOH ⎯→ NaCl + NaClO + H2O Vì vậy muốn thu được NaOH phải tránh phản ứng tạo nước Javen bằng ăn bao bọc lấy khu vực anôt để ngăn khí Cl2 khuếch tán v Ví dụ 5: Điện phân dung dịch KNO3 với anôt bằng Cu. KNO K+ + NO3-3 ⎯→ HOH H+ + OH- Catot (-) anot(+) K+, H+ NO3-, OH-, Cu Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 26 2H+ + 2e -> H2 Cu – 2e -> Cu2+ Khi điện phân, ở khu vực catôt, ion H+ mất dần, nồng độ OH− tăng dần, dung dịch ở đó có tín vào dung dịch. )2 (màu xanh) iện ph g nồng độ tăng dần. ng sau Al trong dãy thế điện hoá. iđroxit kim loại kiềm im loại khỏi hỗn hợp dung dịch. 4. Công thức Farađây h kiềm tăng dần. ở anôt ion Cu2+ tan Trong dung dịch xảy ra phản ứng. Cu2+ + 2OH- -> Cu(OH Phương trình đ ân: Cu + H2O ⎯→⎯dp Cu(OH)2 + H2 Bản thân KNO3 không bị biến đổi nhưn Ứng dụng của điện phân dung dịch: − Điều chế kim loại đứ − Tinh chế kim loại. − Mạ và đúc kim loại bằng điện. − Điều chế một số hoá chất thông dụng: H2, Cl2, O2,, h − Tách riêng một số k FnFn m .. == tIAQA . ro đó: g khi điện phân (gam) ử chất đó. g). ulông.mol-1) T ng m là khối lượng chất được giải phón A là khối lượng mol của chất đó. n là số e trao đổi khi tạo thành một nguyên tử hay phân t Q là điện lượng phóng qua bình điện phân (Culôn F là hằng số Farađây (F = 96500 C l là cường độ dòng điện (Ampe) t là thời gian điện phân (giây) Ví dụ: Tính khối lượng oxi được giải phóng ở anôt khi cho dòng điện 5 ampe qua bình điệ đựng dung dịch Na2SO4 trong 1 giờ 20 phút 25 giây. A = 16 , n = 2 , t = 4825 giây , I = 5; n phân Giải: Áp dụng công thức Farađây: gamm 2 96500 4825.5. 2 16 == Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 27 Chương 6 PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ 1. yên tố, người ta đư ết (d àn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. tử bằng 0. K ủa một số nguyên tố có trị số không đổi: ua k loại bằng − 1) luôn bằng − 2. g điện tích của ion. Ví dụ á của H là +1, của O là −2 của S là +6. ấu của số oxi hoá đặt trước giá trị, còn dấu của ion đặt sau giá trị. a , ion Fe3+ 2. Đ yên tử hoặc ion chất tham gia phản ứng, do đó làm thay đổi số oxi hoá của chúng. Ví dụ: á). − Quá trình kết hợp e vào chất oxi hoá được gọi là sự khử chất oxi hoá (quá trình khử) tách e khỏi chất khử được gọi là sự oxi hoá chất khử (quá trình oxi hóa): 3. ải bằng tổng số e mà chất oxi ho bảo toàn. ơ đồ phản ứng, nếu chưa biết sản phẩm thì phải dựa vào điều kiện cho ở đề bài để su á thay đổi. Đối với những nguyên tố ng cần quan tâm. e hản ứng. 6) Cân bằng phần không tham gia quá trình oxi hoá - khử. Số oxi hoá Để thuận tiện khi xem xét phản ứng oxi hoá - khử và tính chất của các ngu a ra khái niệm số oxi hoá (còn gọi là mức oxi hoá hay điện tích hoá trị). Số oxi hoá là điện tích quy ước mà nguyên tử có được nếu giả thuyết rằng cặp e liên k o 2 nguyên tử góp chung) chuyển hoàn to Số oxi hoá được tính theo quy tắc sau : − Trong đơn chất, số oxi hoá của các nguyên Ví dụ: Trong Cl2, số oxi hoá của Cl bằng 0. − hi tham gia hợp chất, số oxi hoá c + Kim loại kiềm luôn bằng +1. + Kim loại kiềm thổ luôn bằng +2. + Oxi (trừ trong peoxit bằng − 1) luôn bằng − 2. + Hiđro (trừ trong hiđr im + Al thường bằng +3. − Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong phân tử trung hoà điện bằng 0. − Tổng đại số số oxi hoá của các nguyên tử trong một ion phức tạp bằn trong ion HSO4-, số oxi ho + 1 + 6 + (−2. 4) = − 1. Chú ý: D Ví dụ: 3+ Fe Số oxi hó ịnh nghĩa − Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi e giữa các ngu của các 0 2 2 2 20 CuClZnClCuZn +→+ ++ − Chất nhường e gọi là chất khử (hay chất bị oxi ho Chất thu e gọi là chất oxi hoá (hay chất bị khử). 02 2 CueCu →++ Quá trình 20 2 +→− ZneZn Cân bằng phương trình phản ứng oxi hoá - khử − Nguyên tắc khi cân bằng : Tổng số e mà chất khử cho ph á nhận và số nguyên tử của mỗi nguyên tố được − Quá trình cân bằng tiến hành theo các bước: 1) Viết s y luận. 2) Xác định số oxi hoá của các nguyên tố có số oxi ho có số oxi hoá không thay đổi thì khô 3) Viết các quá trình cho - nhận 4) Cân bằng số e cho và nhận. 5) Đưa hệ số tìm được từ phương trình e vào phương trình p Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 28 Ví dụ: Cho miếng Al vào dung dịch axit HNO3 loãng thấy bay ra chất khí không màu, không mùi, không cháy, nhẹ hơn không khí, viết phương trình phản ứng và cân bằng. Giải: Theo đầu bài, khí bay ra là N2. Phương trình phản ứng (bước 1): Al + HNO3 -> Al(NO3)3 + N2 + H2O Bước 2, 3, 4: 10 30 3 +→− AleAl 3 2 05 5.22 NeN →++ Bước 5: 10Al + 6HNO3 -> 10Al(NO3)3 + 3N2 + H2O Bước 6: Ngoài 6 HNO3 tham gia quá trình oxi hoá - khử còn 3.10 = 30HNO3 tạo thành muối nitrat (10Al(NO3)3). Vậy tổng số phân tử HNO3 là 36 và tạo thành 18H2O. Phương trình cuối cùng: 10Al + 36HNO3 -> 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O Dạng ion: 10Al + 36H+ + 36NO3- -> 10Al3+ + 30NO3- + 3N2 + 18H2O 10Al + 36H+ + 6NO3- -> 10Al3+ + 3N2 + 18H2O Chú ý: Đối với những phản ứng tạo nhiều sản phẩm trong đó nguyên tố ở nhiều số oxi hoá khác nhau, ta có thể viết gộp hoặc viết riêng từng phản ứng đối với từng sản phẩm, sau đó nhân các phản ứng riêng với hệ số tỷ lệ theo điều kiện đầu bài. Cuối cùng cộng gộp các phản ứng lại. Ví dụ: Cân bằng phản ứng: Al + HNO3 -> NO + N2O + ... Biết tỷ lệ: 1:3: 2 =OHNO nn Giải Các phản ứng riêng (đã cân bằng theo nguyên tắc trên): Al + 4HNO3 -> Al(NO3)3 + NO + 2H2O 8Al + 30HNO3 -> 8Al(NO3)3 + 3N2 + 15H2O Để có tỷ lệ mol trên, ta nhân phương trình (1) với 9 rồi cộng 2 phương trình lại: 17Al + 66HNO3 -> 17Al(NO3)3 + 9NO + 3N2O + 33H2O 4. Một số dạng phản ứng oxi hoá - khử đặc biệt a. Phản ứng oxi hoá − khử nội phân tử Chất oxi hoá và chất khử là những nguyên tử khác nhau nằm trong cùng một phân tử. Ví dụ. OHNONHN 22 0 2 5 4 3 +→+− 2 b. Phản ứng tự oxi hoá - tự khử 01 3 25 OClKOClK +→ −−+ Chất oxi hoá và chất khử cùng là một loại nguyên tử trong hợp chất. Ví dụ: Trong phản ứng. 2 0 Cl + NaOH → + H2O OClNaClNa 11 +− + 2 0 Cl vừa là chất oxi hóa ( ) vừa là chất khử ( ) 10 1 −→+ CleCl 10 1 +→− CleCl c) Phản ứng có nhiều nguyên tố thay đổi số oxi hoá Ví dụ: Cân bằng phản ứng sau theo phương pháp cân bằng e KNO3 + FeS2 -> KNO2 + Fe2O3 + SO3 2 630 2 215 ++ +→− SFeeFeS 15 35 2 ++ →+ NeN Phần Hóa Học Đại Cương Đồng Đức Thiện # " Trường THPT Sơn Động số 3 29 Vậy phương trình cân bằng là: 15KNO3 + 2FeS2 -> 15KNO2 + Fe2O3 + 4SO3 d) Phản ứng oxi hoá - khử có môi trường tham gia − Ở môi trường axit thường có ion H+ tham gia tạo thành H2O. Ví dụ: 2MnO4- + 5SO32- + 6H+ -> 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O − Ở môi trường kiềm thường có ion OH− tham gia tạo thành H2O. Ví dụ: 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH -> 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O − Ở môi trường trung tính có thể có H2O tham gia. Ví dụ: MnO4- + SO32- + H2O -> MnO2 + SO42- + OH-
Tài liệu đính kèm: