Tài liệu Đề cương ôn thi THPT Quốc gia môn Hóa học

VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí PHẦN MỘT: ĐỀ CƯƠNG ÔN THI THPT QUỐC GIA LỚP 10 CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ A. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Thành phần cấu tạo nguyên tử. - Nguyên tử gồm 2 bộ phận + Vỏ nguyên tử: gồm các hạt electron mang điện âm (e) + Hạt nhân: . Hạt proton mang điện dương (p) . nơtron không mang điện (n) Vậy nguyên tử gồm 3 loại hạt cơ bản: p, n, e. - Vì nguyên tử luôn trung hòa điện, nên trong nguyên tử: số hạt p = số hạt e. 2. Kích thước, khối lượng của nguyên tử. Nguyên tử được xem như một khối cầu có đường kính d = 10-10m = 1 A0 Hạt nhân nguyên tử cũng được xem như là một khối cầu có đường kính d = 10-4 Khối lượng nguyên tử: mnt = mp + mn + me Vì khối lượng me << mp, mn (mnt = mp + mn = mhn (bằng khối lượng hạt nhân). mnt = Z.mp + N.mn = Z + N = A (u) vì mp (mn (1u. (Z, N lần lượt là tổng số proton, số nơtron) (Khi nguyên tử cho hoặc nhận electron để biến thành ion thì khối lượng ion cũng được xem là khối lượng nguyên tử. 3. Đồng vị, khối lượng nguyên tử trung bình. a) Định nghĩa: Đồng vị là những nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học, nghĩa là có cùng số proton nhưng số khối khác nhau (Z giống nhau, A khác nhau dẫn đến N khác nhau). b) Khối lượng nguyên tử trung bình ( A ) của các nguyên tố hóa học. A = Khèi l­îng hçn hîp c¸c ®ång vÞ = A1.x1 + A2.x2 + ... + Ai.xi Tæng sè nguyªn tö ®ång vÞ Trong đó: A1, A2, …, Ai là số khối của đồng vị thứ 1, 2, … i. x1, x2, …, xi là % số lượng đồng vị thứ i (hoặc là số nguyên tử của đồng vị thứ i), lấy theo thập phân (x1 + x2 + … + xi = 100% = 1). VD: Trong thiên nhiên clo có hai đồng vị là 1735Cl chiếm 75% và 1737Cl chiếm 25% về số lượng. Tính khối lượng của nguyên tử Clo? 75 25 = 35,5 (u)  37. 100 100 4. Sự sắp xếp electron trong nguyên tử a) Nguyên tắc sắp xếp: - Nguyên lý vững bền: Các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao Thứ tự tăng dần mức năng lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 5p 4d 6s 4f 5d 6p 7s … - Nguyên lý Pauli: Trong một obitan chứa tối đa 2e và 2e này có chiều tự quay ngược nhau. - Qui tắc Hund: Trong một phân lớp chưa đủ số electron, các electron có khuynh hướng phân bố vào các obitan sao cho số electron độc thân trong một phân lớp nhiều nhất. b) Cấu hình electroncủa nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. Cấu hình electron còn được viết dưới dạng ô lượng tử Khối lượng nguyên tử Clo = 35. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Mỗi ô lượng tử biểu diễn bằng một ô vuông thay cho một obitan; mỗi electron biểu diễn bằng một mũi tên. Một ô đã có đủ 2 electron, người ta nói rằng một cặp electron đã ghép đôi. Nếu một ô chỉ có 1 electron thì đó là electron độc thân. ¤ bitan trèng 13P: electron ®éc th©n CÆp electron ghÐp ®«i Cấu hình electron 1s22s22p63s23p3 1s2 2s2 hoặc [Ne] 3s23p3 2p6 3s2 3p3 26Fe: - Sơ đồ phân bố e theo mức năng lượng: 1s22s22p63s23p6 4s2 3d6 - Cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d64s2 hoặc [Ar] 3d64s2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Lưu ý: Một số trường hợp đặc biệt, nếu nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài (n-1)dansb (n: số thứ tự lớp ngoài cùng). + Nếu a + b = 6 (a = 5; b = 1. + Nếu a + b = 11 (a = 10; b = 1. 2 2 6 2 6 5 1 5 1 Ví dụ: 24Cr: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s hay [Ar] 3d 4s 2 2 6 2 6 10 1 10 1 29Cr: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s hay [Ar] 3d 4s 5. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có tối đa là 8 electron. Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng đều rất bền vững, chúng hầu như không tham gia vào phản ứng hóa học. Đó là các nguyên tử khí hiếm (hay khí trơ), hoặc He có 2 electron lớp ngoài cùng cũng rất bền vững. Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng đều là những kim loại (trừ B) Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng thường là những phi kim. Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng có thể là phi kim (nếu thuộc chu kì nhỏ) hoặc kim loại (nếu thuộc chu kì lớn). Các electron lớp ngoài cùng quyết định hầu hết các tính chất hóa học của một nguyên tố. Do đó có thể dự đoán tính chất hóa học cơ ban của một nguyên tử nếu biết được sự phân bố electron trong nguyên tử của nguyên tố đó. B. Bài tập minh họa B1. Cấp độ biết (5 câu) Câu 1: Trong nguyên tử, hạt mang điện là A. electron. B. electron và nơtron C. proton và nơtron D. proton và electron. Câu 2: Số khối của nguyên tử bằng tổng A. số proton và nơtron. B. số proton và electron C. số nơtron, electron và proton. D. số điện tích hạt nhân. Câu 3: Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử có cùng A. số khối. B. điện tích hạt nhân C. số nơtron D. tổng số proton và nơtron Câu 4: Chọn cấu hình electron đúng ở trạng thái cơ bản? A. 1s22s22p63p2. B. 1s22s22p63s2. C. 1s22s22p53s3 D. 1s22s22p63s13p1. Câu 5: Phân lớp s, p, d lần lượt đầy điện tử (bão hòa) khi có số electron là A. 1, 3, 5. B. 2, 4, 6. C. 1, 2, 3. D. 2, 8, 18. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí B2. Cấp độ hiểu (5 câu) Câu 6: Cấu hình electron của nguyên tử có số hiệu bằng 17 là A. 1s22s22p63s23p44s1 B. 1s22s22p63s23d5 C. 1s22s22p63s23p5 Câu 7: Các ion sau: 8 O2  , 12 Mg 2  , 13 Al 3 bằng nhau về D. 1s22s22p63s23p34s2 A. Số khối B. Số nơtron C. Số proton D. Số electron 2+ 6 Câu 8: Cation M có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 2p , cấu hình electron của nguyên tử M là A. 1s22s22p6. B. 1s22s22p63s1. C. 1s22s22p63s2 D. 1s22s22p4. Câu 9: Nguyên tử của nguyên tố R có 56 electron và 81 nơtron. Kí hiệu nguyên tử nào sau đây là của nguyên tố R? 56 A. 137 B. 137 C. 5681 R D. 81 R 56 R 81 R Câu 10: Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron của nguyên tử Na(Z = 11) là A. 1s22s22p53s2 B. 1s22s22p43s1 C. 1s22s22p63s2 D. 1s22s22p63s1 B3. Cấp độ vận dụng thấp (5 câu) Câu 11: Tổng số proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 28, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 8, nguyên tố X là A. O (Z=8) B. F (Z=9) C. Ar (Z=18) D. K (Z=19) Câu 12: Nguyên tử nguyên tố B có tổng số hạt cơ bản là 34. Số hạt mang điện gấp 1,8333 lần số hạt không mang điện. Nguyên tố B là A. Na (Z=11) B. Mg (Z=12) C. Al (Z=13) D. Cl (Z=17) Câu 13: Hợp chất MX3 có tổng số hạt mang điện là 128. Trong hợp chất, số proton của nguyên tử X nhiều hơn số proton của M là 38. CT của hợp chất trên là A. FeCl3 B. AlCl3 C. FeF3 D. AlBr3 Câu 14: Đồng có hai đồng vị là 2963Cu (chiếm 73%) và 2965Cu (chiếm 27%). Nguyên tử khối trung bình của Cu là A. 63,45 B. 63,54 C. 64,46 D. 64,64 Câu 15: Nguyên tố X có hai đồng vị, đồng vị thứ nhất có số khối 35 chiếm 75%. Nguyên tử khối trung bình của X là 35,5. Đồng vị thứ hai có số khối là A. 36 B. 37 C. 38 D. 39 B4. Cấp độ vận dụng cao (5 câu) 37 Câu 16: Mg có 3 đồng vị 1224 Mg, 1225 Mg, 1226 Mg và Clo có hai đồng vị 35 17 Cl và 17 Cl . Có bao nhiêu loại phân tử khác nhau tạo nên từ các đồng vị của hai nguyên tố đó? A. 6 B. 9 C. 12 D. 10 Câu 17: Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p. Nguyên tử của nguyên tố Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử X và Y có số electron hơn kém nhau là 2. Nguyên tố X, Y lần lượt là A. phi kim và kim loại. B. khí hiếm và kim loại. C. kim loại và khí hiếm. D. kim loại và kim loại. Câu 18: Số nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng 4s1 là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Câu 19: Trong hợp chất ion XY (X là kim loại, Y là phi kim), số electron của cation bằng số electron của anion và tổng số electron trong XY là 20. Biết trong mọi hợp chất, Y chỉ có một mức oxi hóa duy nhất. Công thức XY là A. AlN. B. MgO. C. LiF. D. NaF. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Câu 20: Trong tự nhiên clo có hai đồng vị bền: lại là 35 17 Cl . Thành phần % theo khối lượng của A. 8,92% ĐÁP ÁN: 1 2 3 D A B B. 8,43% 4 B 5 B 6 C 7 D 8 C 37 17 37 17 Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử, còn Cl trong HClO4 là: C. 8,56% 9 A D. 8,79% 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D B A B B B B A C D A CHƯƠNG 2: BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. 1. Ô nguyên tố: mỗi nguyên tố được xếp vào một ô của bảng gọi là ô nguyên tố. Stt của ô = số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó = số p = số e. 2. Chu kì: Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. - Bảng HTTH gồm 7 chu kì được đánh số thứ tự từ 1 đến 7 (chu kì nhỏ: 1, 2, 3; chu kì lớn: 4, 5, 6, 7). Chu kì 1 2 3 4 5 6 7 Cấu hình e 1s1-2 2s1-22p1-6 3s1-23p1-6 4s1-2 3d1-104p1-6 5s1-2 4d1- … 10 5p1-6 Số nguyên 2 8 8 18 18 32 Z=87 (Z tố = 110 Chưa hoàn thành - Stt chu kì = số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì đó = số thứ tự lớp ngoài cùng. 3. Nhóm nguyên tố: Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột. - Số thứ tự nhóm = số electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm = hóa trị của nguyên tố trong oxit cao nhất. (trừ 1 số trường hợp ngoại lệ) = Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố nhóm A. - Bảng hệ thống tuần hoàn gồm 8 nhóm A (nhóm chính) và 8 nhóm B (nhóm phụ) +) Nhóm A gồm các nguyên tố mà electron có mức năng lượng cao nhất thuộc phân lớp s (nguyên tố họ s) hoặc p (nguyên tố họ p). Gồm IA, IIA, …, VIIIIA. +) Nhóm B gồm các nguyên tố mà electron có mức năng lượng cao nhất thuộc phân lớp d (nguyên tố họ d) hoặc f (nguyên tố họ f). Gồm IB, IIB, …, VIIIB. Lưu ý: - electron hóa trị là những electron ở lớp ngoài cấu hình bão hòa (ns2np6) hoặc giả bão hòa (n1)d10. - Nếu hai nguyên tố X, Y thuộc cùng nhóm A, thuộc hai chu kì liên tiến nhau trong bảng HTTH, ta có: ZY = ZX + 8 (chu kì 2,3 hoặc 3,4) hoặc ZY = ZX + 18 (chu kì 4, 5 hoặc 5, 6) hoặc ZY = ZX + 32 (chu kì 5, 6 hoặc 6, 7) VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí - Nguyên tử các nguyên tố có số electron hóa trị là 8, 9, 10 đều thuộc nhóm VIIIB II. Các tính chất biến đổi tuần hoàn 1. Một số tính chất biến đổi tuần hoàn: a) Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1) của nguyên tử: Là năng lượng tối thiểu cần để tách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Vd: H (H+ + 1e ; H = 1312 kj/mol. b) Độ âm điện (: Khapa): Độ âm điện của nguyên tử đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử khi hình thành liên kết hóa học. c) Tính kim loại, tính phi kim: - Tính kim loại: Là tính chất của nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron để trở thành ion dương. - Tính phi kim: Là tính chất của nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận thêm electron để trở thành ion âm. 2. Các tính chất biến đổi tuần hoàn. a) Trong một chu kì: Chiều Z tăng. - Năng lượng ion hóa thứ nhất  - Bán kính nguyên tử ( - Độ âm điện  - Tính phi kim  - Tính axit của oxit, hiđroxit  - Tính kim loại  - Tính bazơ của oxit, hiđroxit  b) Theo nhóm A. - Năng lượng ion hóa thứ nhất  - Bán kính nguyên tử ( - Độ âm điện  - Tính phi kim  - Tính axit của oxit, hiđroxit  - Tính kim loại  - Tính bazơ của oxit, hiđroxit  Chiều Z tăng Lưu ý: - Độ âm điện đặc trưng cho khả năng thu electron về phía mình khi hình thành liên kết hóa học. Nguyên tử nguyên tố càng hút electron mạnh thì độ âm điện lớn. - Về so sánh bán kính nguyên tử, ion: + Nguyên tử, ion có cùng số e: khi Z tăng (bán kính nguyên tử giảm. + Nguyên tử, ion có cùng điện tích hạt nhân (cùng Z): số e tăng (bán kính nguyên tử tăng. + Khi số lớp electron tăng (bán kính nguyên tử tăng. III. CÔNG THỨC OXIT CAO NHẤT, HỢP CHẤT KHÍ VỚI HIĐRO, HIĐROXIT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG HTTH. Nhóm I II III IV V VI VII Hợp chất với MH MH2 MH3 MH4 MH3 H2M HM hiđro rắn rắn rắn Khí khí khí khí Oxit cao nhất M2O MO M2O3 MO2 M2O5 MO3 M2O7 VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí B. BÀI TẬP MINH HỌA B1. Cấp độ biết (5 câu) Câu 1: Chu kì là dãy các nguyên tố có cùng A. số lớp electron. B. số electron hóa trị C. số proton. D. số điện tích hạt nhân. Câu 2: Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn do Mendeleev công bố được sắp xếp theo tăng dần A. Khối lượng nguyên tử. B. bán kính nguyên tử C. số hiệu nguyên tử D. độ âm điện của nguyên tử. Câu 3: Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn hiện nay được sắp xếp theo tăng dần A. Khối lượng nguyên tử. B. bán kính nguyên tử C. số hiệu nguyên tử. D. độ âm điện của nguyên tử. Câu 4: Trong một nhóm A (phân nhóm chính), trừ nhóm VIIIA (phân nhóm chính nhóm VIII), theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì A. tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần. B. tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần. C. độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần. D. tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần. Câu 5: Các nguyên tố từ Li đến F, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thì A. Bán kính nguyên tử và độ âm điện đều tăng B. Bán kính nguyên tử tăng, độ âm điện giảm C. Bán kính nguyên tử giảm, độ âm điện tăng D. Bán kính nguyên tử và độ âm điện đều giảm B2. Cấp độ hiểu (5 câu) Câu 6: Số số nguyên tố thuộc chu kì 2, 4, 6 lần lượt là A. 8, 18, 32. B. 2, 8, 18. C. 8, 18, 18. D. 8, 10, 18. Câu 7: Chọn phát biểu không đúng A. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng chu kì đều có số lớp electron bằng nhau. B. Tính chất hóa học của các nguyên tố trong cùng chu kì nhìn chung tương tự nhau. C. Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng nhóm có số electron lớp ngoài cùng nhìn chung bằng nhau. D. Tính chất của các nguyên tố trong cùng nhóm là tương tự nhau. Câu 8: Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố X là 1s22s22p63s23p4. Vị trí của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn là A. Ô số 16, chu kì 3, nhóm IVA. B. Ô số 16, chu kì 3, nhóm VIA. C. Ô số 16, chu kì 3, nhóm IVB. D. Ô số 16, chu kì 3, nhóm VIB. 2 2 Câu 9: Cấu hình electron của nguyên tử X: 1s 2s 2p63s23p5. Hợp chất với hidro và oxi cao nhất có dạng A. HX, X2O7. B. H2X, XO3 C. XH4, XO2 D. H3X, X2O5 Câu 10: Anion X-và cation Y2+ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p6. Vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là: A. X có số thứ tự 17, chu kỳ 4, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII); Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). B. X có số thứ tự 18, chu kỳ 3, nhóm VIA (phân nhóm chính nhóm VI); Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). C. X có số thứ tự 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII); Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). D. X có số thứ tự 18, chu kỳ 3, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII); Y có số thứ tự 20, VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí chu kỳ 3, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). B3. Cấp độ vận dụng thấp (5 câu) Câu 11: Dãy các nguyên tố sắp xếp theo chiều tăng dần tính phi kim từ trái sang phải là: A. N, P, O, F. B. P, N, F, O. C. N, P, F, O. D. P, N, O, F. Câu 12: Bán kính nguyên tử của các nguyên tố: 3Li, 8O, 9F, 11Na được xếp theo thứ tự tăng dần từ trái sang phải là A. Li, Na, O, F. B. F, O, Li, Na. C. F, Li, O, Na. D. F, Na, O, Li. Câu 13: Cho các nguyên tố M (Z = 11), X (Z = 17), Y (Z = 9) và R (Z = 19). Độ âm điện của các nguyên tố tăng dần theo thứ tự A. M < X < Y < R. B. R < M < X < Y. C. Y < M < X < R. D. M < X < R < Y. Câu 14: Cho các nguyên tố: K (Z = 19), N (Z = 7), Si (Z = 14), Mg (Z = 12). Dãy gồm các nguyên tố được sắp xếp theo chiều giảm dần bán kính nguyên tử từ trái sang phải là: A. N, Si, Mg, K. B. K, Mg, Si, N. C. K, Mg, N, Si. D. Mg, K, Si, N. Câu 15: Các kim loại X, Y, Z có cấu hình electron nguyên tử lần lượt là: 1s22s22p63s1; 1s22s22p63s2; 1s22s22p63s23p1. Dãy gồm các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là: A. Z, X, Y. B. Y, Z, X. C. Z, Y, X. D. X, Y, Z. B4. Cấp độ vận dụng cao (5 câu) Câu 16: Công thức phân tử hợp chất khí tạo bởi nguyên tố R và hiđro là RH3. Trong oxit mà R có hóa trị cao nhất thì oxi chiếm 74,07% về khối lượng. Nguyên tố R là A. S. B. As. C. N. D. P. Câu 17: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np4. Trong hợp chất khí của nguyên tố X với hiđro, X chiếm 94,12% khối lượng. Phần trăm khối lượng của nguyên tố X trong oxit cao nhất là A. 50,00%. B. 27,27%. C. 60,00%. D. 40,00%. Câu 18: Nguyên tố Y là phi kim thuộc chu kì 3, có công thức oxit cao nhất là YO3. Nguyên tốt Y tạo với kim loại M hợp chất có công thức MY, trong đó M chiếm 63,64% về khối lượng. Kim loại M là A. Zn B. Cu C. Mg D. Fe Câu 19: Phần trăm khối lượng của nguyên tố R trong hợp chất khí với hiđro (R có số oxi hóa thấp nhất) và trong oxit cao nhất tương ứng là a% và b%, với a: b = 11: 4. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Phân tử oxit cao nhất của R không có cực. B. Nguyên tử R (ở trạng thái cơ bản) có 6 electron s. C. Oxit cao nhất của R ở điều kiện thường là chất rắn. D. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, R thuộc chu kì 3. Câu 20: X và Y là hai nguyên tố thuộc cùng một chu kỳ, hai nhóm A liên tiếp. Số proton của nguyên tử Y nhiều hơn số proton của nguyên tử X. Tổng số hạt proton trong nguyên tử X và Y là 33. Nhận xét nào sau đây về X, Y là đúng? A. Độ âm điện của X lớn hơn độ âm điện của Y. B. Đơn chất X là chất khí ở điều kiện thường. C. Lớp ngoài cùng của nguyên tử Y (ở trạng thái cơ bản) có 5 electron. D. Phân lớp ngoài cùng của nguyên tử X (ở trạng thái cơ bản) có 4 electron. ĐÁP ÁN: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A A C A C A B B A C D B B B C C D D A D VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí CHƯƠNG 3: LIÊN KẾT HOÁ HỌC A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC 1. Phân tử và liên kết hóa học - Trong tự nhiên các khí hiếm tồn tại ở trạng thái phân tử đơn nguyên tử. Nguyên tử của các nguyên tố khác rất ít khi tồn tại một cách độc lập mà có xu hướng kết hợp với nhau để tạo ra phân tử hay tinh thể có hai hay nhiều nguyên tử. Sự kết hợp này nhằm đạt đến cấu trúc mới bền vững hơn, có năng lượng thấp hơn. Người ta gọi sự kết hợp giữa các nguyên tử là liên kết hóa học. 2. Các khuynh hướng hình thành liên kết hóa học a) Electron hóa trị Electron hóa trị là electron có khả năng tham gia tạo liên kết hóa học. Các nguyên tố nhóm A có số electron hóa trị bằng số electron lớp ngoài cùng, các nguyên tố nhóm B có số electron hóa trị bằng số electron có trong các phân lớp (n-1)d và ns. b) Công thức Lewis Công thức Lewis là loại công thức cho biết số electron hóa trị của nguyên tử, trong đó hạt nhân và electron lớp trong được biểu diễn bằng kí hiệu hóa học của nguyên tố, còn electron hóa trị tượng trưng bằng các dấu chấm (.) đặt xung quanh kí hiệu của nguyên tố (có phân biệt electron ghép đôi và độc thân). Mỗi cặp electron tham gia liên kết hoặc tự do còn có thể biểu diễn bằng một đoạn gạch ngang (-) b) Các khuynh hướng hình thành liên kết - Qui tắc bát tử (Octet) Như trên đã nói, sự hình thành liên kết là nhằm đạt cấu trúc bền vững hơn. Thực tế cho thấy chỉ các nguyên tử khí hiếm là tồn tại độc lập mà không liên kết với các nguyên tử khác. Sở dĩ như vậy vì chúng có lớp electron ngoài cùng có cấu hình ns2np6 (8 electron) bền vững, có trạng thái năng lượng thấp. Trên cơ sở này, người ta cho rằng khi tham gia liên kết để đạt cấu trúc bền các nguyên tử phải làm cho lớp vỏ của chúng giống lớp vỏ của khí hiếm gần kề. Có hai giải pháp đạt đến cấu trúc này là dùng chung hoặc trao đổi các electron hóa trị. Những điều nói trên là nội dung của qui tắc bát tử: “ Khi tham gia vào liên kết hóa học các nguyên tử có khuynh hướng dùng chung electron hoặc trao đổi để đạt đến cấu trúc bền của khí hiếm bên cạnh với 8 hoặc 2 electron lớp ngoài cùng”. Ví dụ: .. H . + . Cl : .. .. Na . + . Cl : .. (2/8/1) (2/8/7) .. H : Cl .. : Na+ Cl(2/8) (2/8/8) H-Cl NaCl II. LIÊN KẾT ION 1. Khái niệm về ion. Ion là những nguyên tử hay nhóm nguyên tử mang điện tích. VD: Na+; Ca2+; Al3+; NH 4 ; NO3 ; SO 24 . VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí - Sự tạo thành cation: các nguyên tử kim loại có bán kính nguyên tử lớn và có số electron hoá trị ít (thường có từ 1 đến 3 electron) nên có năng lượng ion hoá nhỏ, các nguyên tử này dễ mất electron hoá trị để trở thành ion dương (cation). M → Mn+ + ne - Sự tạo thành anion: các nguyên tử phi kim có bán kính nhỏ, điện tích hạt nhân lớn, số electron hoá trị tương đối nhiều (thường có từ 5 đến 7 electron hoá trị), nên chúng có ái lực electron lớn, có khuynh hướng nhận thêm electron để đạt được vỏ electron bão hoà giống khí hiếm đứng sau, có năng lượng thấp và bền vững. Khi đó chúng tạo ra ion âm (anion). X + me → XmLưu ý: - Tổng số hạt p hoặc n của ion = tổng số hạt p hoặc n của các nguyên tử tạo nên ion. - Tổng số hạt e của ion Đối với cation Mn+: Tổng số hạt e = tổng số e của các nguyên tử tạo nên cation Mn+ - n Đối với anion Xm-: Tổng số hạt e = tổng số e của các nguyên tử tạo nên anion Xm- + m VD: Tính số e, p, n của các ion sau: Al3+, Fe2+, NO3 , SO 24 , NH 4 , CO32-, S2- biết số khối của Al, Fe, N, O, H, C, S lần lượt là 27, 56, 14, 16, 1, 12, 32. 2. Sự tạo thành liên kết ion. Khi có tương tác giữa các nguyên tử kim loại điển hình và các nguyên tử phi kim điển hình, thì có sự cho electron của các kim loại và sự nhận electron của các phi kim, hình thành các ion mang điện tích trái dấu, chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo ra hợp chất ion. VD Na + Cl Na + + Cl - Na + Cl - Định nghĩa liên kết ion: liên kết ion là liên kết hoá học được tạo thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện ngược dấu. Bản chất của lực liên kết ion: là lực hút tĩnh điện. Đặc điểm chung của liên kết ion. - Liên kết ion là liên kết hoá học bền, do lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu là lớn. - Liên kết ion không có tính định hướng trong không gian do trường lực ion tạo ra có dạng cầu. - Liên kết ion không có tính bão hoà, số lượng nguyên tử hay ion là không hữu hạn, các ion trái dấu sắp xếp xen kẽ, luân phiên nhau theo một trật tự xác định, tuần hoàn tạo ra mạng tinh thể ion. Tính chất chung của các hợp chất ion. - Luôn là chất rắn tinh thể ion. - Có nhiệt độ nóng chảy cao và không bay hơi khi cô cạn dung dịch. - Thường dễ tan trong nước và không tan trong các dung môi hữu cơ kém phân cực. - Dung dịch trong nước của hợp chất ion dẫn điện tốt. III. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ 1. Sự tạo thành liên kết trong phân tử H2, Cl2, N2, HCl, CO2, NH3, CH4 - Sự hình thành liên kết cộng hóa trị - Công thức electron - Công thức cấu tạo VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí 2. Liên kết xichma () và liên kết pi (). Tùy theo cách xen phủ các obitan nguyên tử mà liên kết cộng hóa trị tạo thành có độ bền khác nhau. Trên cơ sở nàu người ta phân biệt liên kết cộng hóa trị thành hai loại chính là liên kết xichma () và liên kết pi (). a) Liên kết xichma (  ): là loại liên kết cộng hóa trị được hình thành bằng phương pháp xen phủ đồng trục các obitan nguyên tử, vùng xen phủ nằm trên trục liên kết. Liên kết (có các loại s-s, s-p, p-p, … p s s s p p Liên kết (thường bền, do có vùng xen phủ lớn và các nguyên tử có thể quay tự do xung quanh trục liên kết mà không phá vỡ liên kết này. b) Liên kết (: Là loại liên kết cộng hóa trị được hình thành bằng phương pháp xen phủ song song trục các obitan nguyên tử, vùng xen phủ nằm ở hai phía so với trục liên kết. Liên kết (có các loại p-p, p-d, … Liên kết (kém bền do có vùng xen phủ nhỏ và các nguyên tử không thể quay tự do xung quanh trục liên kết mà không phá vỡ liên kết này. z z z z y y x y x p-p p-d Liên kết đơn luôn là liên kết , liên kết đôi gồm 1(và 1(và liên kết ba gồm 1(và 2. 3. Liên kết cộng hóa trị phân cực và không phân cực. a) Liên kết cộng hóa trị không phân cực là loại liên kết cộng hóa trị trong đó electron chung ở chính giữa hạt nhân hai nguyên tử. Liên kết cộng hóa trị không phân cực hình thành giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố như ở trong các đơn chất H2, N2. O2, Cl2, … b) Liên kết cộng hóa trị phân cực là loại liên kết cộng hóa trị trong đó electron chung lệch một phần về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn, nguyên tử này sẽ mang một phần điện tích âm và ngược lại. Liên kết cộng hóa trị phân cực hình thành giữa các nguyên tử của hai nguyên tố khác nhau (hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử (có giá trị trong khoảng từ 0 đến 1,7), như liên kết trong các phân tử HCl, H2O, SO2, … Người ta biểu diễn sự phân cực bằng mũi tên trên gạch ngang liên kết theo chiều từ nguyên tử có độ âm điện nhỏ đến nguyên tử có độ âm điện lớn. A+ B(A <B) 3. Liên kết cộng hoá trị cho-nhận (liên kết phối trí). a) Định nghĩa: Liên kết cộng hoá trị cho-nhận là liên kết cộng hoá trị đặc biệt trong đó cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử cung cấp - gọi là nguyên tử cho, nguyên tử còn lại là nguyên tử nhận. VD: H H N H + H + + H H N H H + H hay H N H H VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí O O hay N O N O b) Điều kiện tạo ra liên kết cho nhận: - Nguyên tử “cho” phải có lớp vỏ electron đã bão hoà và còn ít nhất một cặp electron tự do (chưa tham gia liên kết) có bán kính nhỏ, độ âm điện tương đối lớn. - Nguyên tử “nhận” phải có obitan trống. 4. Đặc điểm chung của liên kết cộng hoá trị và tính chất chung của các hợp chất cộng hoá trị. a) Đặc điểm chung của liên kết cộng hoá trị: - Là liên kết hoá học bền. - Sự xen phủ obitan có tính định hướng rõ rệt trong không gian để đảm bảo nguyên lí xen phủ cực đại. - Liên kết cộng hoá trị có tính bão hòa nên phân tử cộng hoá trị thường có số nguyên tử xác định. b) Tính chất chung của các hợp chất cộng hoá trị. - Có thể tồn tại ở trạng thái khí, lỏng hoặc rắn ở điều kiện thường tuỳ thuộc vào khối lượng phân tử và lực tương tác giữa các phân tử. - Có hình dạng xác định trong không gian do tính định hướng của liên kết cộng hoá trị. - Thường khó tan trong nước và dễ tan trong các dung môi hữu cơ kém phân cực. IV. ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC Xét liên kết tạo giữa A – B (Giả sử A > B). Đặt ( = A - B + Nếu 0 ((< 0,4 (Liên kết giữa A và B là liên kết cộng hóa trị không phân cực + Nếu 0,4 ((< 1,7 (Liên kết giữa A và B là liên kết cộng hóa trị phân cực + Nếu 1,7 (((Liên kết giữa A và B là liên kết ion (Trừ HF). - Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử bằng các cặp e chung. Vd: CT electron: H: H ; H : Cl ; N::: N ; O:: C ::O CTCT: H–H ; H – Cl ; N (N ; O= C =O - Liên kết ion là liên kết được hình thành bằng lực hút tĩnh điện giữa ion dương và ion âm. Vd: NaCl (Na+ và Cl-) ; Al2(SO4)3 (Al3+ và SO42-) ; NH4NO3 (NH4+ và NO3-) Lưu ý: - Trong một hợp chất có thể có nhiều loại liên kết. + Trong phân tử H2O2 (H – O – O – H), liên kết giưa H với O là liên kết cộng hóa trị phân cực còn liết kết giữa O với O là liên kết cộng hóa trị không phân cực. + Trong phân tử NH4Cl: liên kết giữa H với N là liên kết cộng hóa trị phân cực, còn liên kết giữa NH4+ với Cl- là liên kết ion. - Nếu (càng lớn thì liên kết giữa A và B càng phân cực. B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP B1. Cấp độ biết (5 câu) Câu 1: Liên kết ion được tạo thành giữa 2 nguyên tử A. kim loại điển hình. B. phi kim điển hình. C. kim loại và phi kim. D. kim loại và phi kim đều điển hình. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Câu 2: Chọn định nghĩa đúng nhất về liên kết cộng hóa trị: Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử... A. phi kim, được tạo thành do sự góp chung electron. B. khác nhau, được tạo thành do sự góp chung electron. C. được tạo thành do sự góp chung một hay nhiều electron. D. được tạo thành do sự cho nhận electron giữa chúng. Câu 3: Loại liên kết trong phân tử khí hiđro clorua là liên kết A. cho - nhận. B. cộng hóa trị không cực. C. cộng hóa trị có cực. D. ion. Câu 4: Điều kiện để tạo thành liên kết cho nhận là A. Nguyên tử cho còn dư cặp electron chưa tham gia liên kết, nguyên tử nhận có obitan trống. B. Hai nguyên tử cho và nhận phải có độ âm điện khác nhau. C. Hai nguyên tử cho và nhận phải có độ âm điện gần bằng nhau. D. Hai nguyên tử cho và nhận đều là những phi kim mạnh. Câu 5: Liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử H2O là liên kết A. cộng hoá trị không phân cực. B. cộng hoá trị phân cực. C. ion. D. hiđro. B2. Cấp độ hiểu (5 câu) Câu 6: Chọn câu đúng A. Trong liên kết cộng hóa trị, cặp electron bị lệch về nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn. B. Liên kết cộng hóa trị có cực được tạo thành giữa hai nguyên tử có hiệu độ âm điện từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7. C. Liên kết cộng hóa trị có cực được tạo nên từ các nguyên tử khác hẳn nhau về tính chất hóa học. D. Hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử lớn thì phân tử phân cực yếu. Câu 7: Liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử HCl thuộc loại liên kết A. cộng hóa trị không cực B. ion C. cộng hóa trị có cực D. hiđro Câu 8: Hợp chất trong phân tử có liên kết ion là A. HCl. B. NH3. C. H2O. D. NH4Cl. Câu 9: Liên kết hóa học trong NaCl được hình thành do A. Hai hạt nhân nguyên tử hút electron rất mạnh. B. Mỗi nguyên tử Na và Cl góp chung 1 electron. C. Mỗi nguyên tử đó nhường hoặc thu electron để trở thành các ion trái dấu hút nhau. D. Na → Na+ + 1e; Cl + 1e → Cl-; Na+ + Cl- → NaCl Câu 10: Dãy gồm các chất trong phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trị phân cực là: A. HCl, O3, H2S. B. O2, H2O, NH3. C. H2O, HF, H2S. D. HF, Cl2, H2O. B3. Cấp độ vận dụng thấp (5 câu) Câu 11: Liên kết hóa học trong phân tử nào sau đây được hình thành từ sự xen phủ trục p – p? A. HCl B. H2 C. Cl2 D. NH3. Câu 12: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron 1s22s22p63s23p64s1, nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron 1s22s22p5. Liên kết hoá học giữa nguyên tử X và nguyên tử Y thuộc loại liên kết A. kim loại B. ion C. cộng hóa trị D. cho nhận Câu 13: Nhóm các phân tử đều chứa liên kết pi (π) là A. C2H4, CO2, N2. B. O2, H2S, H2O C. Br2, C2H2, NH3 D. CH4, N2, Cl2 Câu 14: Những trường hợp sau các phân tử chỉ có liên kết sigma (σ) là A. Cl2, N2, H2O. B. H2S, Br2, CH4 C. N2, CO2, NH3 D. PH3, CCl4, SiO2. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Câu 15: Các chất mà phân tử không phân cực là: A. HBr, CO2, CH4. B. Cl2, CO2, C2H2. C. NH3, Br2, C2H4. D. HCl, C2H2, Br2. B4. Cấp độ vận dụng cao (5 câu) Câu 16: Chất nào sau đây có liên kết hidro giữa các phân tử? A. H2O, CH4. B. H2O, HCl C. SiH4, CH4. D. PH3, NH3. Câu 17: Hình dạng phân tử CH4, BF3, H2O, BeH2 tương ứng là A. Tứ diện, tam giác, gấp khúc, thẳng. B. Tam giác, tứ diện, gấp khúc, thẳng. C. Gấp khúc, tam giác, tứ diện, thẳng. D. Thẳng, tam giác, tứ diện, gấp khúc. Câu 18: Biết rằng các nguyên tử cacbon và oxi trong phân tử CO đều thỏa mãn quy tắc bát tử, phân tử hợp chất này được tạo bởi A. Một liên kết phối trí và hai liên kết cộng hóa trị bình thường. B. Hai liên kết phối trí và một liên kết cộng hóa trị bình thường. C. Hai liên kết phối trí. D. Hai liên kết cộng hóa trị bình thường. Câu 19: Phân tử nước có góc liên kết 104o5 là do nguyên tử oxi ở trạng thái lai hóa A. sp B. sp2 C. sp3 D. Không xác định được. 0 Câu 20: Trong phân tử H2S có góc liên kết là 92 . Vậy khi hình thành liên kết nguyên tử hidro và nguyên tử S A. Lai hóa sp B. Lai hóa sp2 C. Lai hóa sp3 D. Không lai hóa. ĐÁP ÁN: 1 2 3 D C C 4 A 5 B 6 B 7 C 8 D 9 D 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C C B A B B B A A C D CHƯƠNG 4: PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. SỐ OXI HÓA 1) Ví dụ: Phân tử Sự chuyển dịch điện tích Số oxi hóa NaCl Na (Na 1+ + 1e Na = +1 1Cl + 1e (Cl Cl = -1 HCl H :Cl cặp e chung bị lệnh về phía Cl, để xác định SOH người ta giả sử cặp e chung lệch hẳn về Cl H (H1+ + 1e H = +1 1Cl + 1e (Cl + 1e C = -1 H2 H: H cặp e chung không lệch về nguyên tử nào H = 0 (khôn có sự chuyển dịch electron) 2) Định nghĩa: Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử trong phân tử nếu giả định rằng cặp electron dùng chung bị lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn (tức có liên kết ion) 3) Các qui tắc xác định số oxi hóa: SOH(đơn chất) = 0 SOH (hợp chất) = tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất = 0 SOH (ion) = điện tích ion Trong hợp chất: +) SOH (H) = +1 trừ hiđrua kim loại NaH, BaH2,.. +) SOH (O) = -2 trừ H2O2, Na2O2, F2O, … +) SOH (KL nhóm IA, IIA, IIIA) = +1, +2, +3 VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Lưu ý: - Cách viết SOH: Dấu trước, trị số sau - SOH là số dương (+), âm (-) hoặc bằng 0; SOH có thể nguyên hoặc không nguyên. II. PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ 1) Các khái niệm cơ bản về phản ứng oxi hóa khử 0 t VD1: Cho phản ứng CuO + H2   Cu + H2O (1) Trong phản ứng trên có sự thay đổi SOH: Cu+2 (Cu0 ; H0 (H+1 Cu+2 là chất oxi hóa; H0 là chất khử. Phương trình biểu diễn sự thay đổi SOH trên như sau: Cu+2 + 2e (Cu0: quá trình khử ; H0 (H+ + 1e: quá trình oxi hóa Phản ứng (1) là phản ứng oxi hóa khử. - Chất khử (chất bị oxi hóa): là chất nhường electron (chất có số oxi hóa tăng sau phản ứng) - Chất oxi hóa (chất bị khử): là chất nhận electron (chất có số oxi hóa giảm sau phản ứng). - Quá trình oxi hóa (sự oxi hóa): là quá trình chất khử nhường electron (làm tăng SOH của chất khử) - Quá trình khử (sự khử): là quá trình chất oxi hóa nhận electron (làm giảm SOH của chất oxi hóa) - Phản ứng oxi hóa khử: là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một hoặc một số nguyên tố Qui tắc nhớ: “Khử ” cho “o” nhận. “Khử ” tiến “o” lùi Hoặc: “Khử - cho, cho tăng”. “O - nhận, nhận giảm” ; Hay “ sự nọ - chất kia” Lưu ý: - Trong pư oxi hóa khử luôn xảy ra đồng thời qtr oxi hóa và qtr khử; chất oxi hóa và chất khử - Số electron chất khử nhường hay chất oxi hóa nhận gọi là số electron trao đổi Số electron trao đổi = SOH lớn – SOH nhỏ 2) Các bước cân bằng phản ứng oxi hóa khử bằng phương pháp thăng bằng electron. a) Nguyên tắc: Tổng số electron chất khử nhường = tổng số electron chất oxi hóa nhận b) Các bước cân bằng - B1: Xác định SOH của các nguyên tố trước và sau phản ứng. Từ đó tìm chất oxi hóa, chất khử. - B2: Viết quá trình oxi hóa, quá trình khử (xác định số e trao đổi = SOH lớn – SOH nhỏ Tìm BSCNN (số e nhường, số e nhận). Hệ số quá trình oxi hóa = BSCNN/ số e nhường ; Hệ số quá trình khử = BSCNN/ số e nhận - B3: Nhân hệ số vào quá trình oxi hóa, quá trình khử rồi cộng vế với vế của hai qua trình này làm mất số e trao đổi ta được phương trình đơn giản. - B4: Điền các hệ số của ptpư đơn giản vào ptpư ban đầu rồi cân bằng số nguyên tử hai vế theo thứ tự 1) cation kim loại 2) anion gốc axit 3) hiđro của axit và nước Chú ý: Hệ số của PTHH đơn giản là cố định; nếu nguyên tố trong chất oxi hóa hoặc chất khử đóng vai trò là môi trường (tạo gốc muối) thì phải cộng thêm số nguyên tử đóng vai trò là môi trường. - B5: Kiểm tra xem phản ứng đã cân bằng chưa theo nguyên tắc phản ứng cân bằng khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của phản ứng phải bằng nhau (thường kiểm tra oxi). 3) Phân loại phản ứng oxi hóa khử: 3 loại a) Phản ứng oxi hóa khử thông thường: Chất oxi hóa và chất khử thuộc hai chất khác nhau Vd1: 3H2SO4 + H2S ( 4SO2 + 4H2O Chất oxh chất khử VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Vd2: 16HCl + 2KMnO4 (2KCl + MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O Chất khử chất oxh b) Phản ứng oxi hóa khử nội phân tử: chất oxi hóa và chất khử thuộc một phân tử. Vd1: t0 NH4NO3   N2O + 2H2O -3 N : chất khử ; N+5: Chất oxi hóa đều thuộc phân tử NH4NO3 t0 2 KMnO4   K2MnO4 + MnO2 + O2 +7 Mn : Chất oxi hóa; O-2: Chất khử đều thuộc một phân tử KMnO4. c) Phản ứng tự oxi hóa tự khử: Chất oxi hóa, chất khử đều do một nguyên tố tạo nên ở cùng mức số oxi hóa. Vd2: t0  5KCl + KClO3 + 3H2O Vd1: 3Cl2 + 6KOH  0 Cl : vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử ở cùng mức oxi hóa và do nguyên tố clo tạo nên. t0  NaNO2 + NaNO3 + H2O Vd2: 2NO2 + 2NaOH  +4 N : vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử ở cùng mức oxi hóa +4 và do nguyên tố N tạo nên. 4) Tính chất oxi hóa khử của chất, ion: a) Chất, ion chứa nguyên tố có số oxi hóa cao nhất thường đóng vai trò là chất oxi hóa: Vd: Fe3+, N+5 (HNO3), S+6, Mn+7, …. b) Chất, ion chứa nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất thường đóng vai trò là chất khử: Vd: H-1, O-2, Cl-1, N-3, S-2, tất cả các kim loại, … c) Chất, ion chứa nguyên tố có số oxi hóa trung gian hoặc chất chứa một nguyên tố có số oxi hóa thấp nhất và một nguyên tố có số oxi hóa cao nhất đóng vai trò là chất oxi hóa hoặc chất khử: Vd: SO2, NO2, S, Fe2+, NH3, FeCl3, Fe(NO3)3,… 5) Chiều hướng xảy ra phản ứng oxi hóa khử Phản ứng oxi hóa khử chỉ xảy ra theo chiều: Chất oxi hóa mạnh + chất khử mạnh → chất oxi hóa yếu hơn + chất khử yếu hơn Ví dụ: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Fe2+ + Cu → không phản ứng Cl2 + 2KBr → 2KCl + Br2 2KCl + Br2 → không phản ứng Với một số chất, tùy vào độ mạnh yếu của chất oxi hóa, chất khử và vào môi trường phản ứng mà có thể tạo thành các sản phẩm oxi hóa khử khác nhau. 6) Định luật bảo toàn electron: “Tổng số mol e các chất khử nhường = tổng số mol e các chất oxi hóa nhận” B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TNKQ B1. Cấp độ biết (5 câu) Câu 1: Số oxi hóa của lưu huỳnh (S) trong H2S, SO2, SO32-, SO42- lần lượt là A. -2, +4, +4, +6 B. -2, +4, +6, +8 C. +2, +4, +8, +10 Câu 2: Ở phản ứng nào sau đây NH3 đóng vai trò chất khử? D. 0, +4, +3, +8 t  NH Cl  N + 3Cu + 3H O B. NH + HCl  A. 2NH3 + 3CuO  2 2 3 4 0  (NH ) SO C. 2NH3 + H2SO4  4 2 4  Al(OH) ↓ + 3NH Cl D. 3NH3 + AlCl3 + 3H2O  3 4 VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí t0  KClO + KCl + H O. Clo đóng vai trò là Câu 3: Trong phản ứng sau Cl2 + KOH  3 2 A. vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử B. môt trường C. chất khử D. chất oxi hóa Câu 4: Cho phản ứng hóa học: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu. Trong phản ứng trên xảy ra A. sự khử Fe2+ và sự oxi hóa Cu. B. sự khử Fe2+ và sự khử Cu2+. C. sự oxi hóa Fe và sự oxi hóa Cu. D. sự oxi hóa Fe và sự khử Cu2+. Câu 5: Bạc tiếp xúc với không khí có H2S bị biến đổi thành Ag2S màu đen:  2Ag S + 2H O. 4Ag + 2H2S + O2  2 2 Câu nào diễn tả đúng tính chất của các chất phản ứng? A. H2S là chất khử, O2 là chất oxi hóa B. Ag là chất khử, O2 là chất oxi hóa C. H2S vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử, còn Ag là chất khử. D. Ag là chất oxi hóa, H2S là chất khử B2. Cấp độ hiểu (5 câu) Câu 6: Cho biết các phản ứng xảy ra như sau 2FeBr2 + Br2 → 2FeBr3 (1) ; 2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2 (2) Phát biểu đúng là A. Tính oxi hóa của clo mạnh hơn của Fe3+. B. Tính oxi hóa của Br2 mạnh hơn của Cl2. C. Tính khử của Br- mạnh hơn của Fe2+. D. Tính khử của Cl- mạnh hơn của Br-. Câu 7: Cho các phản ứng sau:  AgCl + KNO (1) KCl + AgNO3  3 t0  2KNO + O (2) 2KNO3  2 2 t0  CaC + CO (3) CaO + 3C  2 t0  3S + 2H O (4) 2H2S + SO2  2  Ca(OH) (5) CaO + H2O  2 t0  2FeCl (6) 2FeCl2 + Cl2  3 t0  CaO + CO (7) CaCO3  2 t0  Cu + H O (8) CuO + H2  2 Nhóm gồm các phản ứng oxi hóa khử là A. (2), (3), (4), (6), (8) B. (2), (3), (4), (5), (6) C. (2), (4), (6), (7), (8) D. (1), (2), (3), (4), (5) Câu 8: Trong phản ứng đốt cháy CuFeS2 tạo ra sản phẩm CuO, Fe2O3 và SO2 thì một phân tử CuFeS2 sẽ A. nhận 13 electron. B. nhận 12 electron. C. nhường 13 electron. D. nhường 12 electron. Câu 9: Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 lần lượt phản ứng với HNO3 đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử là A. 8. B. 5. C. 7. D. 6. Câu 10: Cho dãy các chất và ion: Zn, S, FeO, SO2, N2, HCl, Cu2+, Cl-. Số chất và ion có cả tính oxi hóa và tính khử là A. 7. B. 5. C. 4. D. 6. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí B3. Cấp độ vận dụng thấp (5 câu) Câu 11: Tổng hệ số (các số nguyên, tối giản) của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO3 đặc, nóng là A. 10. B. 11. C. 8. D. 9. Câu 12: Trong phản ứng: K2Cr2O7 + HCl (CrCl3 + Cl2 + KCl + H2O Số phân tử HCl đóng vai trò chất khử bằng k lần tổng số phân tử HCl tham gia phản ứng. Giá trị của k là A. 4/7. B. 1/7. C. 3/14. D. 3/7. Câu 13: Cho phương trình hoá học: Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NxOy + H2O Sau khi cân bằng phương trình hoá học trên với hệ số của các chất là những số nguyên, tối giản thì hệ số của HNO3 là A. 13x - 9y. B. 46x - 18y. C. 45x - 18y. D. 23x - 9y.  Al(NO ) + N O + N + H O. Nếu tỉ Câu 14: Cho phương trình phản ứng Al + HNO3  3 3 2 2 2 lệ số mol N2O và N2 là 2:3 thì sau cân bằng ta có tỉ lệ mol Al: N2O: N2 là A. 23: 4: 6 B. 46: 2: 3 C. 20: 2: 3 D. 46: 6: 9 Câu 15: Hòa tan hoàn toàn một lượng bột sắt vào dung dịch HNO3 loãng thu được hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N2O và 0,01 mol NO. Lượng sắt đã hòa tan là A. 2,8g B. 1,4g B4. Cấp độ vận dụng cao (5 câu) Câu 16: Cho phản ứng: C. 0,84g D. 0,56g Na2SO3 + KMnO4 + NaHSO4 Na2SO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O. Tổng hệ số của các chất (là những số nguyên, tối giản) trong phương trình phản ứng là A. 47. B. 27. C. 31. D. 23. Câu 17: Hòa tan hoàn toàn 19,2g Cu vào dung dịch HNO3 loãng, tất cả khí NO thu được đem oxi hóa thành NO2 rồi sục vào dòng nước có khí O2 để chuyển hết NO2 thành HNO3. Thể tích khí O2 (đktc) đã tham gia vào quá trình trên là: A. 4,48 lít B. 3,36 lít C. 2,24 lít D. 6,72 lít Câu 18: Hòa tan hỗn hợp gồm 0,05 mol Ag và 0,03 mol Cu vào dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí A gồm NO và NO2 có tỉ lệ mol tương ứng là 2:3. Thể tích hỗn hợp khí A ở đktc là A. 3,3737 lít B. 1,369 lít C. 2,737 lít D. 2,224 lít Câu 19: Nung nóng từng cặp chất trong bình kín: (1) Fe + S (r), (2) Fe2O3 + CO (k), (3) Au + O2 (k), (4) Cu + Cu(NO3)2 (r), (5) Cu + KNO3 (r), (6) Al + NaCl (r). Các trường hợp xảy ra phản ứng oxi hoá kim loại là: A. (1), (3), (6) B. (2), (3), (4) C. (1), (4), (5) D. (2), (5), (6) Câu 20: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 38,34. ĐÁP ÁN: 1 2 3 A A A B. 34,08. 4 D 5 B 6 A 7 A C. 106,38. 8 C 9 C D. 97,98. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B A D B D A B B B C C VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí CHƯƠNG 5: NHÓM HALOGEN A. KIẾN THỨC CƠ BẢN VÀ TRỌNG TÂM I - Vị trí và cấu tạo phân tử của các nguyên tố nhóm Halogen trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. - Nhóm VIIA trong Bảng HTTH gồm 5 nguyên tố: Flo (Z = 9), Clo (Z = 15), Brom (Z = 35), Iot (Z = 52), Atatin* (Z = 85) – nguyên tố phóng xạ - Cấu hình electron lớp ngoài cùng: - ns2np5 ;     ns2 np5 (có 7e ở lớp ngoài cùng và ở trạng thái cơ bản có 1e độc thân. Nên chúng liên kết với nhau tạo phân tử 2 nguyên tử X2. CT electron: X: X CTCT: X – X II- Khái quát về tính chất của các Halogen 1) Tính chất vật lí: Bảng một số đặc điểm của các nguyên tố nhóm halogen Nguyên tố F Cl Br I Số hiệu nguyên tử 9 17 35 53 2 5 2 5 2 5 Cấu hình electron lớp ngoài cùng -2s 2p -3s 3p -4s 4p -5s25p5 Trạng thái tập hợp (200c) khí khí lỏng rắn Màu sắc lục nhạt vàng lục nâu đỏ tím đen 0 Nhiệt độ nóng chảy ( c) -219,6 -101,0 -7,3 113,6 0 Nhiệt độ sôi ( c) -188,1 -34,1 59,2 185,5 Bán kính nguyên tử (nm) 0,064 0,099 0,114 0,133 Bán kính ion X (nm) 0,136 0,181 0,196 0,220 0 Năng lượng liên kết X-X (25 c, 1atm) (kJ/mol) 159 243 192 151 Ái lực electron (eV) 3,45 3,61 3,37 3,08 Độ âm điện 4,0 3,0 2,8 2,5 Flo không tan trong nước vì nó phân hủy nước rất mạnh. Các halogen khác tan tương đối ít trong nước và tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ. Nhìn vào bảng tính chất vật lí của nhóm halogen ta thấy: Các tính chất vật lí, hóa học biến đổi có qui luật: Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân(từ flo đến iot): - Trạng thái tập hợp: Từ thể khí chuyển sang thể lỏng và thể rắn. - Màu sắc: Đậm dần - Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: tăng dần - Độ âm điện tương đối lớn và giảm dần. - Tính oxi hóa giảm dần: Tính oxi hóa F2>Cl2 > Br2 > I2. 2) Tính chất hóa học:. Các halogen có 7e ở lớp ngoài cùng, bán kính nguyên tử nhỏ, ái lực electron lớn nên dễ dàng thu thêm 1 electron để tạo ion X- có cấu hình của khí hiếm liền kề trong bảng tuần hoàn. X + 1e   X…ns2np5 …ns2np6 Các halogen có độ âm điện lớn. Bán kính nguyên tử tăng dần và độ âm điện giảm dần từ flo đến clo, brom, iot. (Halogen là những phi kim điển hình, chúng là những chất oxi hóa mạnh, khả năng oxi hóa của các halogen giảm dần từ flo đến iot. Trong hợp chất, flo luôn có số oxi hóa -1, các halogen khác ngoài số oxihoa -1 còn có các số oxi hóa +1, +3, +5, +7. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí 0 t a) Tác dụng với kim loại: 2M + nX2   2MXn (n: Hóa trị cao nhất của M) 0 0 0 t t t Ví dụ: 2Na + Cl2   2NaCl ; 2Fe + 3Cl2   2FeCl3; 2Al + 3Br2   2AlBr3 0 t Lưu ý: Fe + I2   FeI2 b) Tác dụng với phi kim 0 t * Với H2: H2 + X2   2HX((khí hiđro halogenua) (Flo pư mãnh liệt ngay cả trong bóng tối, Clo pư ngoài ánh sáng, Br, Iot cần nhiệt độ và pư thuận nghịch) Hòa tan khí HX vào nước được dung dịch axit halogen-hiđric.  H 2O as H2 + Cl2   2HCl; HCl(   dung dịch axit clohiđric HCl * Cl2, Br2, I2 không phản ứng trực tiếp với O2, N2, C 0 0 t t * Với P, S: 2P + 3Cl2   2PCl3 ; 2P + 5Cl2   2PCl5 0 t 2S + Cl2   S2Cl2 ; S + 3Cl2 + 4H2O   H2SO4 + 6HCl 0 t 2P + 5Cl2 + 8H2O   2H3PO4 + 10HCl c) Tác dụng với H2O: 2F2 + 2H2O   4HF + O2   2HCl + 2HClO (axit hipoclorit) 2Cl2 + 2H2O   2HClO   2HCl + 2O   O2 2O 2Cl2 + 2H2O   4HCl + O2 Nước Clo chứa (Cl2, HCl, HClO) có tính tính ôxi hóa mạnh nên được dùng để tẩy màu, tẩy uế, sát trùng. d) Tác dụng với dung dịch kiềm: 0 t thuong Cl2 + 2MOH  MCl + MClO + H2O Nước gia - ven 0 100 c  5MCl + MClO3 + H2O Cl2 + 6MOH  Vd: 0 t thuong Cl2 + 2NaOH  NaCl + NaClO + H2O (nước Javen) Natri hipoclorit 0 100 c 3Cl2 + 6NaOH   5NaCl + NaClO3 + 3H2O 0 t 3Cl2 + 6KOHđậm đặc   5KCl + KClO3 + 3H2O 30 C  CaOCl2 + H2O Ca(OH)2  Dạng bột hoặc sữa clorua vôi 0 Cl2 + -1 Cl Ca +1 O Cl (muối hỗn tạp của Ca với hai gốc axit Cl- và ClO-) CTCT: (Trong các phản ứng trên, nguyên tố clo vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử. Đó là những phản ứng tự oxi hóa - khử. 2F2 + 2NaOH   2NaF + H2O + OF2 Lưu ý: - Nước Gia – ven, clorua vôi có chứa ClO- (hipoclorit) là chất oxi hóa mạnh nên được dùng để sát trùng và tẩy trắng vải sợi. Clorua vôi được sử dụng nhiều hơn nước Gia-Ven do rẻ tiền, có hàm lượng hipoclorit cao hơn, dễ bảo quản và dễ chuyên trở hơn. VnDoc - Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí - Nước Gia – Ven và clorua vôi không bền trong không khí ẩm có CO2. NaClO + CO2 + H2O   NaHCO3 + HClO 2CaOCl2 + CO2 + H2O   CaCO3 + CaCl2 + 2HClO e) Tác dụng với dung dịch muối: Clo không oxi hóa được ion F- trong các muối florua, nhưng oxi hóa dễ dàng ion Br- trong dung dịch muối brômua, ion I- trong dung dịch muối iotua. Cl2 + 2NaBr   2NaBr + Cl2 Cl2 + 2KI   2KCl + I2 Br2 + 2KI   2KBr + I2 (Chứng tỏ trong nhóm halogen, tính oxi hóa giảm dần từ flo đến clo qua brom và iot. f) Tác dụng với các chất khử khác: 3Cl2 + 2NH3   N2 + 6HCl Br2 + 2HI   I2 + 2HBr I2 + H2S   2HI + S SO2 + X2 (Cl,Br)+ 2H2O   2HX + H2SO4 0 t 2FeCl2 + Cl2   2FeCl3 3) Điều chế Halogen X2: dpnc a) Điều chế F2: Điện phân nóng chảy hỗn hợp (KF và HF)   F2 b) Điều chế Cl2: 0 t Trong PTN: Axit HX + Chất oxi hóa   Halogen X2((trong PTN) Chất oxi hóa thường dùng là: MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, CaOCl2, KClO3, NaClO, … Ví dụ: 0 t  MnCl2 + Cl2 + 2H2O MnO2 + 4HCl  16HCl + 2KMnO4   2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O 14HCl + K2Cr2O7   2KCl + 3Cl2 + 2CrCl3 + 7H2O 2KClO3 + 12HCl   2KCl + 5Cl2 + 6H2O Trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn xốp. dpdd 2NaCl + 2H2O   2NaOH + H2  + Cl2  m.n.x catot c) Điều chế Br2: Từ nước biển, tách ra được muối NaBr anot Cl2 + 2NaBr   2NaCl + Br2 (trong công nghiệp) d) Điều chế I2: (Trong công nghiệp) Rong tảo biển được sẩy khô, đốt cháy. Tro xử lí bằng nước, tách ra được dung dịch NaI. Sau đó cho axit H2SO4 đặc tác dụng với dung dịch NaI. 2H2SO4 đặc + 2NaI   I2( + SO2( + Na2SO4 + 2H2O Hoặc dung dịch NaI được axit hóa bằng axit H2SO4 loãng rồi thêm vào đó dd NaNO2. 2NaI + 2NaNO2 + 2H2SO4   I2( + 2NO( + 2Na2SO4 + 2H2O III) Các hợp chất của Halogen 1) Các hiđro halogenua HX a) Tính chất hóa học: Các hiđro halogenua rất dễ hòa tan trong nước thành dung dịch axit, điện li hoàn toàn trong dung dịch thể hiện tính axit mạnh (trừ HF).   H3O+ + XHX + H2O   HX có hai tính chất hóa học chủ yếu là tính axit của dung dịch và tính khử (Mức độ tính axit và tính khử: HF< HCl < HBr < HI)